KR20180033289A - Measurement time distribution in reference methods - Google Patents

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미카 엠. 캉가스
데이비드 아이. 사이먼
매튜 에이. 터렐
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애플 인크.
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Abstract

기준 방식들에 대한 측정 시간 분포(1276, 1277, 1278)를 위한 방법들 및 시스템들이 개시된다. 개시된 방법들 및 시스템들은 샘플 신호, 기준 신호, 잡음 레벨들 및 SNR에 기초하여 측정 시간 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 방법들 및 시스템들은 샘플 측정 상태(1282), 기준 측정 상태(1284) 및 다크 측정 상태(1286)를 포함하는 복수의 측정 상태들로 구성된다. 일부 예들에서, 측정 시간 분포 방식은 동작 파장, 샘플링 인터페이스에서의 측정 위치 및/또는 타겟팅된 SNR에 기초할 수 있다. 본 개시내용의 예들은 상이한 측정 상태들을 동시에 측정하기 위한 시스템들 및 방법들을 더 포함한다. 또한, 시스템들 및 방법들은 SNR을 감소시킬 수 있는 상관해제된 잡음 변동들을 제거 또는 감소시키기 위해 고주파수 검출기를 포함할 수 있다.Methods and systems for measuring time distributions (1276, 1277, 1278) for reference schemes are disclosed. The disclosed methods and systems can dynamically change the measurement time distribution based on the sample signal, the reference signal, the noise levels and the SNR. The methods and systems are comprised of a plurality of measurement states including a sample measurement state 1282, a reference measurement state 1284, and a dark measurement state 1286. In some instances, the measurement time distribution scheme may be based on the operating wavelength, the measurement location at the sampling interface, and / or the targeted SNR. Examples of the present disclosure further include systems and methods for simultaneously measuring different measurement conditions. The systems and methods may also include a high frequency detector to remove or reduce correlated noise fluctuations that may reduce the SNR.

Description

기준 방식들에서의 측정 시간 분포Measurement time distribution in reference methods

관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related application

본 출원은, 2015년 9월 18일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/220,887호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 가특허 출원은 그 전체가 참조로 통합된다.The present application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 220,887, filed September 18, 2015, which is incorporated by reference in its entirety.

기술분야Technical field

본 출원은 일반적으로 기준 방식들에 대한 신호 대 잡음비를 개선하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이고, 더 상세하게는 측정 시간 분포를 동적으로 변화시키고 고주파수 잡음을 제거하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.The present application relates generally to methods and systems for improving the signal-to-noise ratio for reference schemes, and more particularly to methods and systems for dynamically varying the measurement time distribution and eliminating high- .

흡수 분광법은, 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해 사용될 수 있는 분석 기술이다. 흡수 분광법을 위한 종래의 시스템들 및 방법들은 샘플링 인터페이스에서 광을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 광이 샘플을 통해 투과될 때, 광 에너지의 일부는 하나 이상의 파장들에서 흡수될 수 있다. 이러한 흡수는 샘플을 빠져 나가는 광의 속성들에서의 변화를 초래할 수 있다. 샘플링 인터페이스를 빠져 나가는 광의 속성들은 기준을 빠져 나가는 광의 속성들과 비교될 수 있고, 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형은 이러한 비교에 기초하여 결정될 수 있다.Absorption spectroscopy is an analytical technique that can be used to determine the concentration and type of one or more substances in a sample at a sampling interface. Conventional systems and methods for absorption spectroscopy can include emitting light at a sampling interface. When light is transmitted through the sample, some of the light energy may be absorbed at one or more wavelengths. This absorption can result in changes in the properties of light exiting the sample. The properties of the light exiting the sampling interface can be compared to the properties of light exiting the reference and the concentration and type of one or more materials in the sample at the sampling interface can be determined based on this comparison.

비교는 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정할 수 있지만, 측정들은 고정된 측정 시간 분포 방식을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 고정된 측정 시간 분포 방식은 3개의 측정 상태들, 즉, 샘플 측정, 기준 측정 및 다크(dark) 측정에 대해 동일한 분포의 사이클 시간을 포함할 수 있다. 그러나, 샘플 신호, 기준 신호, 다크 신호 및 이들의 대응하는 잡음 레벨들은 동작 파장, 주위 환경 및/또는 샘플 내의 물질의 측정 위치에 따라 상이할 수 있다. 그 결과, 고정된 측정 시간 분포 방식은 모든 동작 파장들 및 샘플 내의 측정 위치들에 대해 최적은 아닐 수 있다. 추가적으로, 고정된 측정 시간 분포 방식은 중요하지 않은 정보, 잘못된 측정 데이터, 낮은 신호 대 잡음비(SNR) 또는 이들의 조합으로 긴 측정 시간들을 초래할 수 있다. 따라서, 측정 시간 분포를 동적으로 변화시키기 위한 방법들 및 시스템들이 요구될 수 있다. 또한, 시스템 내의 고주파수 잡음은 허용불가능한 SNR을 초래할 수 있어서, 고주파수 잡음을 제거하는 방법들 및 시스템들이 요구될 수 있다.The comparison may determine the concentration and type of one or more materials in the sample at the sampling interface, but the measurements may include a fixed measurement time distribution scheme. In some instances, the fixed measurement time distribution scheme may include the same distribution of cycle times for three measurement states, i.e., sample measurement, reference measurement, and dark measurement. However, the sample signal, the reference signal, the dark signal and their corresponding noise levels may differ depending on the operating wavelength, the ambient environment and / or the measurement location of the material in the sample. As a result, the fixed measurement time distribution scheme may not be optimal for all operating wavelengths and measurement locations in the sample. In addition, fixed measurement time distribution schemes can result in long measurement times with non-critical information, erroneous measurement data, a low signal-to-noise ratio (SNR), or a combination thereof. Accordingly, methods and systems for dynamically changing the measurement time distribution may be required. In addition, high frequency noise in the system may result in unacceptable SNR, so that methods and systems for eliminating high frequency noise may be required.

이는 기준 방식들에 대한 측정 시간 분포와 관련된다. 개시된 방법들 및 시스템들은 샘플 신호, 기준 신호, 잡음 레벨들 및 SNR에 기초하여 측정 시간 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 방법들 및 시스템들은 샘플 측정 상태, 기준 측정 상태 및 다크 측정 상태를 포함하는 복수의 측정 상태들로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 시스템의 잡음 레벨들이 낮은 경우 다크 측정 상태에 더 적은 시간이 할당될 수 있다. 일부 예에서, 샘플 신호는 약할 수 있고, 시스템은 다른 측정 상태들보다 샘플 측정 상태에 더 많은 양의 시간을 할당할 수 있다. 일부 예에서, 샘플 신호는 강할 수 있고, 시스템은 다른 측정 상태들보다 기준 측정 상태에 더 많은 양의 시간을 할당할 수 있다. 일부 예들에서, 측정 시간 분포 방식은 동작 파장, 샘플 내의 측정 위치 및/또는 타겟팅된 SNR에 기초할 수 있다. 본 개시내용의 예들은 상이한 측정 상태들을 동시에 측정하기 위한 시스템들 및 방법들을 더 포함한다. 또한, 시스템들 및 방법들은 SNR을 감소시킬 수 있는 상관해제된 잡음 변동들을 제거 또는 감소시키기 위해 고주파수 검출기를 포함할 수 있다.This relates to the measurement time distribution for the reference schemes. The disclosed methods and systems can dynamically change the measurement time distribution based on the sample signal, the reference signal, the noise levels and the SNR. The methods and systems may comprise a plurality of measurement states including a sample measurement state, a reference measurement state, and a dark measurement state. In some instances, less time may be allocated to the dark measurement state if the noise levels of the system are low. In some instances, the sample signal may be weak and the system may allocate a larger amount of time to the sample measurement state than other measurement states. In some instances, the sample signal may be strong, and the system may allocate a larger amount of time to the reference measurement state than other measurement states. In some instances, the measurement time distribution scheme may be based on the operating wavelength, the measurement location in the sample and / or the targeted SNR. Examples of the present disclosure further include systems and methods for simultaneously measuring different measurement conditions. The systems and methods may also include a high frequency detector to remove or reduce correlated noise fluctuations that may reduce the SNR.

도 1은 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 다수의 검출기들을 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 예들에 따라 다수의 검출기들을 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 공유된 검출기를 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 예들에 따른 공유된 검출기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 예들에 따라 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위한 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위해 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 예들에 따라 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위해 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 9는 본 개시내용의 예들에 따라 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
도 10은 본 개시내용의 예들에 따라 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해 사용되는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 11은 본 개시내용의 예들에 따른 동일한 측정 시간 분포를 갖는 3개의 측정 상태들을 포함하는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 12는 본 개시내용의 예들에 따른 동일하지 않은 측정 시간 분포를 갖는 3개의 측정 상태들을 포함하는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 13은 본 개시내용의 예들에 따라 측정 시간 분포를 동적으로 변화시키기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
도 14는 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하고 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 예시적인 시스템의 일부를 도시한다.
도 15는 본 개시내용의 예들에 따라 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 시스템에 대한 측정 상태들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 16은 본 개시내용의 예들에 따라 복수의 MEMS 컴포넌트들을 포함하고 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 예시적인 시스템의 일부의 단면도를 도시한다.
도 17은 본 개시내용의 예들에 따른 잡음 변동들을 갖는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다.
도 18은 본 개시내용의 예들에 따른 고주파수 검출기를 포함하는 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 19는 본 개시내용의 예들에 따른 고주파수 검출기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다.
FIG. 1 illustrates an exemplary system including a plurality of detectors for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 2 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system comprising a plurality of detectors in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 3 illustrates an exemplary system including a shared detector for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 4 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a shared detector according to the examples of this disclosure.
Figure 5 illustrates an exemplary plot of absorbance measurements for determining the concentration and type of one or more materials in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 6 illustrates an exemplary system including a modulator positioned between a light source and a sample to measure the concentration and type of one or more materials in the sample in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 7 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a modulator positioned between the light source and the sample in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 8 illustrates an exemplary system including a modulator positioned between a light source and a sample to measure the concentration and type of one or more materials in the sample in accordance with the examples of this disclosure.
9 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a modulator located between a light source and a sample in accordance with the examples of the present disclosure.
Figure 10 illustrates an exemplary plot of absorbance measurements used to determine the concentration and type of one or more substances in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 11 shows an exemplary plot of absorbance measurements involving three measurement states with the same measurement time distribution in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 12 shows an exemplary plot of absorbance measurements involving three measurement states with unequal measurement time distributions in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 13 illustrates an exemplary process flow for dynamically varying the measurement time distribution in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 14 illustrates a portion of an exemplary system capable of measuring the concentration and type of one or more materials in a sample and measuring different measurement states simultaneously in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 15 illustrates an exemplary plot of measurement states for a system that can measure different measurement states simultaneously according to the examples of this disclosure.
16 illustrates a cross-sectional view of a portion of an exemplary system that includes a plurality of MEMS components and can measure different measurement states simultaneously according to examples of the present disclosure.
Figure 17 shows an exemplary plot of absorbance measurements with noise variations in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 18 illustrates an exemplary system for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample comprising a high frequency detector in accordance with the examples of this disclosure.
Figure 19 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a high frequency detector in accordance with the examples of this disclosure.

예들의 다음 설명에서, 첨부된 도면들이 참조되며, 실시될 수 있는 특정 예들이 도면들 내에서 예시로서 도시된다. 다양한 예들의 범주를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 이용될 수 있고 구조적 변경이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.In the following description of examples, reference is made to the accompanying drawings, and specific examples that may be practiced are shown by way of illustration in the drawings. It should be understood that other examples may be utilized and structural changes may be made without departing from the scope of the various examples.

본 개시내용에 따른 방법들 및 장치들의 대표적인 응용들이 이 섹션에 기술된다. 이 예들은 단지 맥락을 부가하고 기술된 예들의 이해를 돕기 위하여 제공된다. 따라서, 기술된 예들이 구체적인 세부사항들의 일부 또는 전부가 없어도 실시될 수 있다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 다른 적용예들도 가능하며, 따라서 이하의 예들을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.Representative applications of methods and devices in accordance with the present disclosure are described in this section. These examples are provided merely to add context and to aid understanding of the examples described. Accordingly, it will be apparent to those skilled in the art that the described examples can be practiced without some or all of the specific details. Other applications are possible and, therefore, should not be construed as limiting the following examples.

다양한 기술들 및 프로세스 흐름 단계들이 첨부된 도면들에 도시된 예들을 참조하여 상세히 기술될 것이다. 이하의 설명에서, 본 명세서에 기술되거나 언급된 하나 이상의 양태 및/또는 특징의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 기재된다. 그러나, 본 명세서에 기술되거나 언급된 하나 이상의 양태 및/또는 특징이 이 구체적인 세부사항들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 공지된 프로세스 단계들 및/또는 구조들은 본 명세서에 기술되거나 언급된 양태들 및/또는 특징들의 일부를 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.Various techniques and process flow steps will be described in detail with reference to examples shown in the accompanying drawings. In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects and / or features described or mentioned herein. It will be apparent, however, to one of ordinary skill in the art that one or more aspects and / or features described or mentioned herein may be practiced without some or all of these specific details. In other instances, well-known process steps and / or structures have not been described in detail so as not to obscure aspects and / or features described or implied herein.

또한, 프로세스 단계들 또는 방법 단계들이 순차적인 순서로 기술될 수 있지만, 이러한 프로세스들 및 방법들은 임의의 적합한 순서로 동작하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시내용에 기술될 수 있는 단계들의 임의의 시퀀스 또는 순서는, 그 자체로는, 단계들이 그 순서대로 수행되어야 한다는 요구사항을 나타내지는 않는다. 게다가, 일부 단계들은 (예컨대, 하나의 단계가 다른 단계 후에 기술되기 때문에) 비동시적으로 발생하는 것으로서 기술되거나 암시되어 있음에도 불구하고, 동시에 수행될 수 있다. 또한, 프로세스를 도면에 도시하는 것에 의해 프로세스를 예시하는 것은 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변형들 및 수정을 제외한다는 것을 암시하지 않고, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 예들 중 하나 이상에 필요하다는 것을 암시하지 않으며, 예시된 프로세스가 선호된다는 것을 암시하지 않는다.Also, although process steps or method steps may be described in a sequential order, such processes and methods may be configured to operate in any suitable order. In other words, any sequence or order of steps that may be described in this disclosure does not by itself indicate a requirement that the steps be performed in that order. In addition, some steps may be performed concurrently, even though they are described or implied as occurring asynchronously (e.g., because one step is described after another step). It should also be understood that the process illustrated by way of example in the drawings does not imply that the illustrated process excludes other variations and modifications thereto, and that the illustrated process or any of its steps may be implemented in one or more of the examples It does not imply that it is necessary, nor does it imply that the illustrated process is preferred.

본 개시내용은 기준 방식들에 대한 측정 시간 분포와 관련된다. 개시된 방법들 및 시스템들은 샘플 신호, 기준 신호, 다크 신호, 잡음 레벨들, SNR 또는 이들의 조합에 기초하여 측정 시간 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 방법들 및 시스템들은 샘플 측정 상태, 기준 측정 상태 및 다크 측정 상태를 포함하는 복수의 측정 상태들로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 시스템의 잡음 레벨들이 낮은 경우 다크 측정 상태에 더 적은 시간이 할당될 수 있다. 일부 예에서, 샘플 신호는 약할 수 있고, 시스템은 다른 측정 상태들보다 샘플 측정 상태에 더 많은 양의 시간을 할당할 수 있다. 일부 예에서, 샘플 신호는 강할 수 있고, 시스템은 다른 측정 상태들보다 기준 측정 상태에 더 많은 양의 시간을 할당할 수 있다. 일부 예들에서, 샘플 측정 상태 및 기준 측정 상태에 할당된 시간양은 잡음 레벨에 기초할 수 있다. 일부 예들에서, 잡음 레벨은 샘플 신호, 기준 신호 또는 둘 모두의 강도에 의존할 수 있다. 일부 예들에서, 측정 시간 분포 방식은 동작 파장, 샘플 내의 측정 위치, 주위 환경 조건들 및/또는 타겟팅된 SNR에 기초할 수 있다. 본 개시내용의 예들은 상이한 측정 상태들을 동시에 측정하기 위한 시스템들 및 방법들을 더 포함할 수 있다. 또한, 시스템들 및 방법들은 특정 기준 방식들에서 SNR을 감소시킬 수 있는 시간-상관해제된 잡음 변동들을 제거 또는 감소시키기 위해 고주파수 검출기를 포함할 수 있다.This disclosure relates to measurement time distributions for reference schemes. The disclosed methods and systems can dynamically change the measurement time distribution based on a sample signal, a reference signal, a dark signal, noise levels, SNR, or a combination thereof. The methods and systems may comprise a plurality of measurement states including a sample measurement state, a reference measurement state, and a dark measurement state. In some instances, less time may be allocated to the dark measurement state if the noise levels of the system are low. In some instances, the sample signal may be weak and the system may allocate a larger amount of time to the sample measurement state than other measurement states. In some instances, the sample signal may be strong, and the system may allocate a larger amount of time to the reference measurement state than other measurement states. In some instances, the amount of time assigned to the sample measurement state and the reference measurement state may be based on the noise level. In some instances, the noise level may depend on the strength of the sample signal, the reference signal, or both. In some instances, the measurement time distribution scheme may be based on the operating wavelength, the measurement location in the sample, the ambient conditions, and / or the targeted SNR. Examples of the present disclosure may further include systems and methods for simultaneously measuring different measurement conditions. In addition, the systems and methods may include a high frequency detector to remove or reduce time-correlated noise fluctuations that may reduce the SNR in certain reference schemes.

샘플 내의 물질들의 경우, 각각의 물질은 하나 이상의 흡광도 피크들에 의해 형성되는 파장의 함수로서의 패턴에 의해 표시되는 특정 파장 체제에서 시그니처(signature)를 가질 수 있다. 하나의 예시적인 파장 체제는 단파장 적외선(SWIR)일 수 있다. 물질은 하나 이상의 파장들에서 더 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있고, 다른 파장들에서 더 적은 양의 에너지를 흡수할 수 있어서, 물질에 고유한 스펙트럼 핑거프린트를 형성할 수 있다. 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 유형의 결정은 측정된 스펙트럼을 관련 물질들의 핑거프린트들을 포함하는 스펙트럼 라이브러리의 내용과 매칭시킴으로써 수행할 수 있다. 추가적으로, 물질의 농도는 흡수양에 기초할 수 있다.For materials in a sample, each material may have a signature in a particular wavelength system represented by a pattern as a function of the wavelength formed by the one or more absorbance peaks. One exemplary wavelength scheme may be short wavelength infrared (SWIR). A material can absorb a greater amount of energy at one or more wavelengths and absorb a lesser amount of energy at other wavelengths to form a spectral fingerprint that is unique to the material. Determination of the type of one or more materials in the sample may be performed by matching the measured spectrum with the contents of a spectral library comprising fingerprints of related materials. Additionally, the concentration of the substance may be based on the amount of absorption.

샘플은 입사 광을 수정할 수 있는 다수의 물질들을 포함할 수 있다. 다수의 물질들 중, 하나 이상의 물질들이 관심있는 물질일 수 있고, 다른 물질들은 관심 대상이 아닐 수 있다. 일부 예들에서, 관심 대상이 아닌 물질들이 관심있는 물질보다 더 많은 입사 광을 흡수할 수 있다. 추가적으로, 스펙트럼 아티팩트들이 관심있는 하나 이상의 물질들의 흡광도 피크들을 "마스킹"할 수 있다. 스펙트럼 아티팩트들 및 관심 대상이 아닌 물질들의 흡수 둘 모두는 관심있는 물질의 검출을 어렵게 할 수 있다. 또한, 하나 이상의 물질들의 농도는 샘플에서 불균일한 방식으로 분포될 수 있고, 이는 샘플의 광학 속성들(예를 들어, 선형 복굴절, 광학 활성도, 이중-감쇠(diattenuation))의 변화를 생성할 수 있다. 샘플에서 광학 속성들의 변경들은 샘플 내의 측정 위치에 기초하여 상이한 신호 값들을 초래할 수 있다. 추가적으로, 관심 대상이 아닌 물질들의 흡광도 또는 샘플 내의 상이한 위치들에서의 잡음 레벨들은 상이할 수 있다. 또한, 시스템의 컴포넌트들은 시간에 따라 상이한 드리프트를 가질 수 있고, 이는 신호 값들 및/또는 잡음 레벨들을 변화시킬 수 있다. 상이한 신호 값들 및/또는 상이한 잡음 레벨들은 몇몇 팩터들, 예를 들어, 파장, 샘플 내의 측정 위치 또는 둘 모두에 기초하여 변하는 SNR을 초래할 수 있다.The sample may include a plurality of materials capable of modifying incident light. Of the plurality of materials, one or more materials may be of interest, and other materials may not be of interest. In some instances, materials that are not of interest can absorb more incident light than materials of interest. Additionally, spectral artifacts may "mask" the absorbance peaks of one or more substances of interest. Both absorption of spectral artifacts and non-interest materials can make detection of the substance of interest difficult. In addition, the concentration of one or more substances can be distributed in a non-uniform manner in the sample, which can produce changes in the optical properties of the sample (e.g., linear birefringence, optical activity, diattenuation) . Changes in optical properties in the sample may result in different signal values based on the measurement position in the sample. Additionally, the absorbance of materials not of interest or the noise levels at different locations within the sample may be different. In addition, components of the system may have different drifts over time, which may change signal values and / or noise levels. Different signal values and / or different noise levels may result in varying SNRs based on some factors, e.g., wavelength, measurement location in the sample, or both.

흡수 분광법은, 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해 사용될 수 있는 분석 기술이다. 광은, 광원으로부터 방출되고 샘플 상에 입사하는 경우 초기 강도 또는 에너지를 가질 수 있다. 광이 샘플을 통해 투과될 때, 에너지의 일부는 하나 이상의 파장들에서 흡수될 수 있다. 이러한 흡수는 샘플을 빠져 나가는 광의 강도에서의 변화(예를 들어, 손실)를 초래할 수 있다. 샘플 내의 물질의 농도가 증가함에 따라, 더 많은 양의 에너지가 흡수될 수 있고, 이는 다음과 같은 비어-람버트 법칙(Beer-Lambert Law)에 의해 표현될 수 있고:Absorption spectroscopy is an analytical technique that can be used to determine the concentration and type of one or more substances in a sample. The light may have an initial intensity or energy when it is emitted from the light source and incident on the sample. When light is transmitted through the sample, some of the energy can be absorbed at one or more wavelengths. This absorption may result in a change in the intensity of the light exiting the sample (e. G., Loss). As the concentration of the material in the sample increases, a greater amount of energy can be absorbed, which can be represented by the following Beer-Lambert Law:

Figure pct00001
(1)
Figure pct00001
(One)

여기서, ε는 측정 파장에서 샘플 내의 물질의 흡수율일 수 있고, l은 샘플을 통한 광의 경로 길이일 수 있고, c는 관심있는 물질의 농도일 수 있고, T는 샘플을 빠져 나가는 광의 투과율일 수 있고, Isample은 측정 파장에서 측정된 샘플 경로를 따른 강도일 수 있고, Ireference는 측정 파장에서 측정된 기준 경로를 따른 강도일 수 있다.Where l may be the path length of the light through the sample, c may be the concentration of the substance of interest, and T may be the transmittance of light exiting the sample , I sample may be the intensity along the sample path measured at the measurement wavelength, and I reference may be the intensity along the reference path measured at the measurement wavelength.

식 1에 나타난 바와 같이, 샘플을 빠져 나가는 광의 양은 농도의 지수 함수일 수 있다. 식 1에서 언급된 흡광도와 투과율 측정 사이의 관계가 주어지면, 샘플 내의 물질의 흡광도와 농도 사이에 선형 관계가 존재할 수 있다. 일부 예들에서, 물질의 농도는 흡광도 측정에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 예들에서, 기준 경로는 관심있는 하나 이상의 물질들의 공지된 농도를 갖는 기준 "샘플"을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 샘플 내의 물질의 농도는 다음과 같이 정의된 기준 및 비례 방정식을 사용하여 계산될 수 있고;As shown in Equation 1, the amount of light exiting the sample can be an exponential function of the concentration. Given a relationship between the absorbance and the permeability measurement mentioned in Equation 1, there may be a linear relationship between the absorbance of the material in the sample and the concentration. In some instances, the concentration of the substance may be determined based on the absorbance measurement. In some instances, the reference path may comprise a reference "sample" having a known concentration of one or more substances of interest. In some instances, the concentration of a substance in a sample can be calculated using a criterion and a proportional equation defined as: < RTI ID = 0.0 >

Figure pct00002
(2)
Figure pct00002
(2)

여기서, Asample 및 Areference는 각각 샘플 흡광도 및 기준 흡광도이고, Csample 및 Creference는 각각 샘플 내의 및 기준 내의 물질의 농도들이다. 일부 예들에서, 물질은 하나 이상의 화학적 성분들을 포함할 수 있고, 측정은 샘플 내에 존재하는 각각의 화학적 성분의 농도를 결정하기 위해 사용될 수 있다.Where A sample and A reference are the sample absorbance and the reference absorbance, respectively, and C sample and C reference are the concentrations of the substance in and within the sample, respectively. In some instances, a material may comprise one or more chemical components, and the measurement may be used to determine the concentration of each chemical component present in the sample.

도 1은 예시적인 시스템을 도시하고, 도 2는 본 개시내용의 예들에 따라 다수의 검출기들을 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 시스템(100)은 신호(104)를 통해 제어기(140)에 의해 제어되는 광원(102)을 포함할 수 있다. 광원(102)은 단색광기(106)를 향해 다중 대역 또는 다중 파장 광(150)을 방출할 수 있다(프로세스(200)의 단계(202)). 단색광기는 다중 파장 광(150)으로부터 하나 이상의 이산적 파장들을 선택할 수 있는 컴포넌트이다. 일부 예들에서, 하나 이상의 이산적 파장들은 한정된 범위의 파장들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 단색광기(106)는 스펙트럼 해상도를 선택하고/선택하거나 원하지 않는 광 또는 미광을 배제하도록 구성된 입구 슬릿을 포함할 수 있다. 단색광기는 파장 선택을 위한 하나 이상의 간섭 또는 흡광 필터들, 프리즘들 또는 회절 격자들과 커플링될 수 있다. 단색광기(106)는 광(150)을 하나 이상의 이산적 파장들로 분리하여 광(152)을 형성할 수 있다(프로세스(200)의 단계(204)). 광(152)은 빔스플리터(110) 상에 입사될 수 있다. 빔스플리터는 광의 빔을 광의 다수의 빔들로 분리할 수 있는 광학 컴포넌트이다. 빔스플리터(110)는 광(152)을 2개의 광 빔들, 즉, 광(154) 및 광(164)으로 분리할 수 있다(프로세스(200)의 단계(206)).Figure 1 illustrates an exemplary system, and Figure 2 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system comprising a plurality of detectors in accordance with the examples of this disclosure . The system 100 may include a light source 102 that is controlled by the controller 140 via a signal 104. Light source 102 may emit multi-band or multi-wavelength light 150 toward monochromatic light 106 (step 202 of process 200). A monochromator is a component that can select one or more discrete wavelengths from multi-wavelength light 150. In some instances, the one or more discrete wavelengths may include a limited range of wavelengths. In some instances, the monochromatic photon 106 may include an entrance slit configured to select and / or select a spectral resolution, or to exclude unwanted light or stray light. The monochromator may be coupled with one or more interference or absorptive filters, prisms, or diffraction gratings for wavelength selection. Monochromatic photon 106 can split light 150 into one or more discrete wavelengths to form light 152 (step 204 of process 200). The light 152 may be incident on the beam splitter 110. A beam splitter is an optical component that can separate a beam of light into a plurality of beams of light. Beam splitter 110 can separate light 152 into two light beams, light 154 and light 164 (step 206 of process 200).

광(154)은 샘플(120) 상에 입사될 수 있다. 광의 일부는 샘플(120) 내의 물질에 의해 흡수될 수 있고, 광의 일부는 샘플(120)을 통해 투과될 수 있다(프로세스(200)의 단계(208)). 일부 예들에서, 광의 일부는 산란될 수 있다. 산란은 광 손실을 초래할 수 있고, 샘플(120)을 통해 투과되는 광의 경로 길이를 변경할 수 있다. 샘플(120)을 통해 투과되는 광의 일부는 광(156)으로 표현될 수 있다. 광(156)은 검출기(130)의 활성 영역 상에 충돌할 수 있는 광자들의 세트를 포함할 수 있다. 검출기(130)는 활성 영역 상에 충돌하는 광 또는 광자들에 응답하거나 이를 측정할 수 있고(프로세스(200)의 단계(210)), 광(156)의 속성들을 표시할 수 있는 전기 신호(158)를 생성할 수 있다(프로세스(200)의 단계(212)). 전기 신호(158)는 제어기(140)에 입력될 수 있다.The light 154 may be incident on the sample 120. A portion of the light can be absorbed by the material in the sample 120 and a portion of the light can be transmitted through the sample 120 (step 208 of process 200). In some instances, a portion of the light may be scattered. Scattering can result in optical loss and change the path length of the light transmitted through the sample 120. A portion of the light transmitted through the sample 120 may be represented by light 156. The light 156 may comprise a set of photons that may impinge on the active area of the detector 130. The detector 130 can respond to or measure light or photons that impinge on the active area (step 210 of the process 200), generate an electrical signal 158 that can display the properties of the light 156 (Step 212 of process 200). The electrical signal 158 may be input to the controller 140.

광(164)은 거울(112)을 향해 지향될 수 있다(프로세스(200)의 단계(214)). 거울(112)은 광을 기준(122)을 향해 지향 또는 재지향시킬 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 광 재지향을 위한 비반사 컴포넌트(들)(예를 들어, 곡선형 도파관)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 예들에서, 시스템(100)은 광 가이드들, 회절 격자들 또는 반사판과 같은 다른 유형들의 광학 장치를 포함할 수 있다. 광(164)은 기준(122) 상에 입사될 수 있다. 광(164)의 일부는 기준(122) 내의 물질에 의해 흡수될 수 있고, 광(164)의 일부는 광(166)으로서 기준(122)을 통해 투과될 수 있다(프로세스(200)의 단계(216)). 광(166)은 검출기(132) 상에 입사될 수 있는 광자들의 세트를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(130) 및 검출기(132)는 매칭되는 검출기들일 수 있다. 즉, 검출기(130) 및 검출기(132)는 검출기의 유형, 동작 조건들, 응답성 및 성능을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌 유사한 특성들을 가질 수 있다. 검출기(132)는 활성 영역 상에 충돌하는 광 또는 광자들에 응답하거나 이를 측정할 수 있고(프로세스(200)의 단계(218)), 광(166)의 속성들을 표시하는 전기 신호(168)를 생성할 수 있다(프로세스(200)의 단계(220)). 전기 신호(168)는 제어기(140)에 입력될 수 있다.Light 164 may be directed towards mirror 112 (step 214 of process 200). Mirror 112 may be any type of optical device capable of directing or redirecting light toward reference 122. In some instances, the system may additionally or alternatively include non-reflective component (s) (e.g., a curved waveguide) for light redirection, but is not limited thereto. In some instances, the system 100 may include other types of optical devices, such as light guides, diffraction gratings, or reflectors. The light 164 may be incident on the reference 122. A portion of the light 164 may be absorbed by the material within the reference 122 and a portion of the light 164 may be transmitted through the reference 122 as the light 166 216). The light 166 may comprise a set of photons that may be incident on the detector 132. In some instances, detector 130 and detector 132 may be matched detectors. That is, detector 130 and detector 132 may have similar characteristics, including, but not limited to, the type of detector, operating conditions, responsiveness, and performance. The detector 132 can respond to or measure light or photons that impinge on the active area (step 218 of process 200) and generate an electrical signal 168 indicative of the properties of light 166 (Step 220 of process 200). The electrical signal 168 may be input to the controller 140.

제어기(140)는 신호(158) 및 신호(168) 둘 모두를 수신할 수 있다. 일부 예들에서, 신호(158)는 샘플 신호를 포함할 수 있고, 신호(168)는 기준 신호를 포함할 수 있다. 제어기(140)는 샘플 신호를 기준 신호로 나누거나, 감산하거나 또는 스케일링하여, 예를 들어, 비(ratio)를 획득할 수 있다. 비는 식 1을 사용함으로써 흡광도로 변환될 수 있고, 물질의 농도를 결정하기 위한 알고리즘이 흡광도 스펙트럼에 적용될 수 있다.Controller 140 may receive both signal 158 and signal 168. In some instances, signal 158 may comprise a sample signal and signal 168 may comprise a reference signal. The controller 140 may divide, subtract, or scale the sample signal to a reference signal, for example, to obtain a ratio. The ratio can be converted to absorbance by using Equation 1, and an algorithm for determining the concentration of the substance can be applied to the absorbance spectrum.

(도 1에 도시된) 시스템(100)을 사용하여 샘플 내의 물질의 조성을 결정하는 것의 하나의 이점은, 물질의 조성에서의 변화들로부터 초래되는 것이 아닌 광원으로부터 초래되는 변동들, 드리프트 및/또는 변경들이 보상될 수 있는 것일 수 있다. 예를 들어, 광원(102)으로부터 방출된 광(152)의 특성들이 예기치 않게 변하면, 광(154) 및 광(164) 둘 모두는 이러한 예기치 않은 변화에 의해 동일하게 영향받을 수 있다. 그 결과, 광(156) 및 광(166) 둘 모두는 또한 동등하게 영향받을 수 있어서, 제어기(140)가 신호(158)를 신호(168)로 나누거나, 스케일링하거나 또는 감산하는 경우 광에서의 변화가 제거되거나 비례 제거될 수 있다. 그러나, 시스템(100)은 흡광도 측정들을 위한 2개의 상이한 검출기들(예를 들어, 검출기(130) 및 검출기(132))을 포함하기 때문에, 검출기들 자체로부터 초래되는 변동들, 드리프트 및/또는 변경들은 보상되지 않을 수 있다. 검출기(130) 및 검출기(132)는 매칭될 수 있지만(즉, 동일한 특성들을 가짐), 환경 조건들과 같은 물질과 무관한 다양한 팩터들이 상이한 검출기들에 대해 미칠 수 있는 레이트 또는 효과는 동일하지 않을 수 있다. 당업자는 동일한 특성들이 15% 편차를 초래하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 상이한 검출기들에 대한 상이한 효과들로 인해, 신호들 둘 모두가 아닌 오직 하나의 신호가 교란될 수 있다. 제어기(140)가 오직 하나의 신호를 교란시킨 물질과 무관한 팩터가 존재함을 인식하는 것 대신에, 제어기(140)는 기준(122)에 비교된 샘플(120)의 농도에서의 차이로서 이러한 교란을 잘못 계산할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어기(140)는, 교란이 스펙트럼 핑거프린트에서의 변화를 초래하면, 물질의 유형을 오인할 수 있다.One benefit of using the system 100 (shown in FIG. 1) to determine the composition of the materials in the sample is the ability to determine variations, drifts, and / or variations that result from light sources that are not caused by changes in the composition of the material Changes can be compensated for. For example, if the characteristics of light 152 emitted from light source 102 change unexpectedly, both light 154 and light 164 may equally be affected by this unexpected change. As a result, both light 156 and light 166 can be equally affected so that when controller 140 divides, scales, or subtracts signal 158 to signal 168, The change can be removed or proportionally eliminated. However, because system 100 includes two different detectors (e.g., detector 130 and detector 132) for absorbance measurements, variations, drift and / or changes resulting from the detectors themselves May not be compensated. Although the detector 130 and the detector 132 may be matched (i.e., have the same characteristics), the rate or effect that various factors unrelated to the material, such as environmental conditions, may have for the different detectors may not be the same . Those skilled in the art will appreciate that the same features may include tolerances that result in a 15% deviation. Due to the different effects on the different detectors, only one signal, not both signals, can be disturbed. Instead of recognizing that there is a factor that is independent of the material from which the controller 140 has disturbed only one signal, the controller 140 determines the difference in the concentration of the sample 120 compared to the reference 122, Disturbances can be miscalculated. Alternatively or additionally, the controller 140 may mislead the type of material if the disturbance results in a change in the spectral fingerprint.

변동들, 드리프트 및 변경들의 많은 원인들이 존재할 수 있다. 하나의 예시적인 드리프트는 컴포넌트들의 "워밍 업"으로 인한 초기화 드리프트일 수 있다. 이러한 초기화 드리프트가 안정화될 때까지 사용자는 특정 시간을 대기할 수 있지만, 이는 특정 애플리케이션들에서 적절한 솔루션이 아닐 수 있다. 예를 들어, 낮은 전력 소비가 요구되는 시스템들에서, 특정 컴포넌트들은, 사용되지 않는 경우 전력을 보존하기 위해 턴 오프될 수 있고, 사용되는 경우 스위치 온될 수 있다. 컴포넌트들이 워밍 업하는 것을 대기하는 것은 안정화를 위해 얼마나 오래 소요되는지에 따라 사용자를 지치게 할 수 있다. 또한, 대기하는 동안 소비되는 전력은 컴포넌트들을 턴 오프시키는 이점을 무효화할 수 있다.There can be many causes of variations, drift and changes. One exemplary drift may be an initialization drift due to "warming up" of components. The user may wait for a certain amount of time until such initialization drift is stabilized, but this may not be a suitable solution in certain applications. For example, in systems requiring low power consumption, certain components may be turned off to conserve power when not in use, and switched on if used. Waiting for the components to warm up can exhaust the user depending on how long it takes to stabilize. Also, the power consumed during standby can nullify the advantage of turning off the components.

다른 예시적인 드리프트는 잡음에 기인할 수 있다. 예를 들어, 전극들의 비저항 접촉부들을 랜덤으로 변화시키는 것 및/또는 컴포넌트 내의 표현 측정 상태 트랩들로부터의 영향들로 인해 1/f 잡음이 존재할 수 있다. 랜덤 변화들로 인해, 변화들을 예측불가능할 뿐만 아니라 상이한 검출기들에 상이한 방식으로 영향을 미칠 수 있다. 다른 예시적인 드리프트는 주변 환경의 온도 및/또는 습도에서의 변경들로 인해 열 드리프트될 수 있고, 이는 또한 상이한 검출기들에 상이한 방식으로 영향을 미칠 수 있다.Other exemplary drifts may be due to noise. For example, there may be a 1 / f noise due to random changes in the resistivity contacts of the electrodes and / or effects from the indicative measurement state traps in the component. Due to random changes, the changes can affect not only the unpredictability but also the different detectors in different ways. Other exemplary drifts can be thermally drifted due to changes in the temperature and / or humidity of the ambient environment, which can also affect different detectors in different ways.

변동들, 드리프트 및 변경들의 소스와 무관하게, 일 검출기가 샘플을 측정하게 하고 상이한 검출기가 기준을 측정하게 하는 효과는 감도, 검출도 및/또는 흡광도 스펙트럼에서 원치 않는 변화를 초래할 수 있다. 샘플을 통해 이동하는 광 경로가 기준을 통해 이동하는 광 경로와 상이할 수 있고 2개의 경로들 사이에 많은 공유되지 않은 컴포넌트들 또는 맵핑되지 않은 상관들이 존재할 수 있기 때문에, 광 경로들 사이의 미스매치로 인한 신호에서의 임의의 변화는 관심있는 물질로 인한 신호에서의 변화와 구별되지 않을 수 있다.Regardless of the source of fluctuations, drift, and changes, the effect that the one detector causes the sample to measure and the different detector to measure the reference can result in unwanted changes in sensitivity, sensitivity, and / or absorbance spectrum. Because the optical path traveling through the sample may be different from the optical path traveling through the reference and there may be many unshared components or unmapped correlations between the two paths, May be indistinguishable from changes in the signal due to the material of interest.

시스템(100) 내의 광원(102)이 공유될 수 있기 때문에, 광원(102)으로부터 기인하는 드리프트 및 불안정성들이 보상될 수 있다. 그러나, 광 경로들 둘 모두를 따라 공유되지 않는(즉, 공통이 아닌) 컴포넌트들로부터 기인하는 드리프트 또는 불안정성들은 보상되지 않을 수 있다. 또한, 시스템의 측정 능력들은, 검출기들이 샷 잡음(shot noise) 제한된 상황들에서 제한될 수 있다. 샷 잡음은 모바일 전하 캐리어들의 랜덤 생성 및 흐름으로부터 생성되는 잡음 또는 전류이다. 샷 잡음 제한된 검출기들에 있어서, 상이한 검출기들은 랜덤 및/또는 상이한 잡음 플로어들을 가질 수 있다. 결과적으로, 시스템(100)(도 1에 도시됨)은 높은 감도 또는 낮은 신호 측정들에 적합하지 않을 수 있다.Since the light source 102 in the system 100 can be shared, the drift and instabilities attributable to the light source 102 can be compensated. However, drift or instabilities due to components that are not shared (i.e., not common) along both optical paths may not be compensated. Also, the measurement capabilities of the system may be limited in situations where detectors are limited to shot noise. Shot noise is the noise or current generated from the random generation and flow of mobile charge carriers. For shot noise limited detectors, different detectors may have random and / or different noise floors. As a result, the system 100 (shown in FIG. 1) may not be suitable for high sensitivity or low signal measurements.

도 3은 예시적인 시스템을 도시하고, 도 4는 본 개시내용의 예들에 따른 공유된 검출기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 시스템(300)은 신호(304)를 통해 제어기(340)에 의해 제어되는 광원(302)을 포함할 수 있다. 광원(302)은 단색광기(306)를 향해 다중 파장 광(350)을 방출할 수 있다(프로세스(400)의 단계(402)). 단색광기(306)는 다중-파장 광(350)을, 광(352)을 포함하는 광의 하나 이상의 이산적 파장들로 분리할 수 있다(프로세스(400)의 단계(404)). 광(352)은 빔스플리터(310)를 향해 지향될 수 있고, 그 다음, 빔스플리터(310)는 광을 2개의 광 빔들, 즉, 광(354) 및 광(364)으로 분리할 수 있다(프로세스(400)의 단계(406)).Figure 3 illustrates an exemplary system, and Figure 4 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a shared detector in accordance with the examples of this disclosure . The system 300 may include a light source 302 controlled by a controller 340 via a signal 304. Light source 302 may emit multi-wavelength light 350 toward monochromatic light 306 (step 402 of process 400). Monochromator 306 may split multi-wavelength light 350 into one or more discrete wavelengths of light including light 352 (step 404 of process 400). Light 352 may be directed toward beam splitter 310 and then beam splitter 310 may split the light into two light beams, i.e., light 354 and light 364 (Step 406 of process 400).

광(354)은 샘플(320) 상에 입사될 수 있다. 광의 일부는 샘플(320) 내의 물질에 의해 흡수될 수 있고, 광의 일부는 샘플(320)을 통해 투과될 수 있다(프로세스(400)의 단계(408)). 샘플을 통해 투과되는 광의 일부는 광(356)으로 지칭될 수 있다. 광(356)은 거울(314)을 향해 지향될 수 있다. 거울(314)은 광(356)의 전파 방향을 선택기(324)를 향해 지향시키거나 변화시킬 수 있다(프로세스(400)의 단계(410)).Light 354 may be incident on sample 320. A portion of the light may be absorbed by the material in the sample 320 and a portion of the light may be transmitted through the sample 320 (step 408 of the process 400). A portion of the light transmitted through the sample may be referred to as light 356. [ Light 356 may be directed towards mirror 314. Mirror 314 may direct or change the propagation direction of light 356 toward selector 324 (step 410 of process 400).

광(364)은 거울(312) 상에 입사될 수 있다. 거울(312)은 광의 전파 방향을 기준(322) 향해 변화시킬 수 있다(프로세스(400)의 단계(412)). 광(364)의 일부는 기준(322) 내의 화학적 물질에 의해 흡수될 수 있고, 광(364)의 일부는 기준(322)을 통해 투과될 수 있다(프로세스(400)의 단계(414)). 기준(322)을 통해 투과되는 광의 일부는 광(366)으로 지칭될 수 있다.Light 364 may be incident on mirror 312. Mirror 312 may change the propagation direction of light toward reference 322 (step 412 of process 400). A portion of the light 364 may be absorbed by the chemical material within the reference 322 and a portion of the light 364 may be transmitted through the reference 322 (step 414 of the process 400). A portion of the light transmitted through the reference 322 may be referred to as light 366.

광(356 및 366) 둘 모두는 선택기(324) 상에 입사될 수 있다. 선택기(324)는 초퍼(334)를 향해 지향하도록 광 빔을 이동시키거나 선택할 수 있는 임의의 광학 컴포넌트일 수 있다. 초퍼(334)는 광 빔을 주기적으로 인터럽트하는 컴포넌트일 수 있다. 시스템(300)은 초퍼(334)가 광(356)을 변조하는 것과 광(366)을 변조하는 것 사이의 시간에서 교번할 수 있다. 초퍼(334)를 통해 투과되는 광은 검출기(330)의 활성 영역 상에 입사될 수 있다. 광(356) 및 광(366) 둘 모두는 각각 검출기(330) 상에 입사되는 광자들의 세트를 포함할 수 있다. 검출기(330)는 입사 광 또는 광자들에 대응하거나 이를 측정할 수 있고, 광의 속성들을 표시하는 전기 신호를 생성할 수 있다.Both light 356 and 366 may be incident on selector 324. The selector 324 may be any optical component capable of moving or selecting the light beam to direct it towards the chopper 334. [ The chopper 334 may be a component that periodically interrupts the light beam. The system 300 can alternate in time between chopper 334 modulating light 356 and modulating light 366. [ The light transmitted through the chopper 334 may be incident on the active area of the detector 330. Both light 356 and light 366 may comprise a set of photons incident on detector 330, respectively. The detector 330 may correspond to or measure incident light or photons and may generate an electrical signal indicative of the properties of the light.

제1 시간에, 초퍼(334)는 광(356)을 변조할 수 있다(프로세스(400)의 단계(416)). 검출기(330)는 샘플(320)을 통해 투과된 광(356)을 측정할 수 있고(프로세스(400)의 단계(418)), 광(356)의 속성들을 표시하는 전기 신호(358)를 생성할 수 있다(프로세스(400)의 단계(420)). 제2 시간에, 초퍼(334)는 광(366)을 변조할 수 있다(프로세스(400)의 단계(422)). 검출기(330)는 기준(322)을 통해 투과된 광(366)을 측정할 수 있고(프로세스(400)의 단계(424)), 광(366)의 속성들을 표시하는 전기 신호(368)를 생성할 수 있다(프로세스(400)의 단계(426)).At a first time, chopper 334 may modulate light 356 (step 416 of process 400). The detector 330 may measure the transmitted light 356 through the sample 320 (step 418 of the process 400) and generate an electrical signal 358 indicative of the properties of the light 356 (Step 420 of process 400). At a second time, chopper 334 may modulate light 366 (step 422 of process 400). The detector 330 may measure the transmitted light 366 through the reference 322 (step 424 of the process 400) and generate an electrical signal 368 indicative of the properties of the light 366 (Step 426 of process 400).

제어기(340)는 신호(358) 및 신호(368) 둘 모두를 상이한 시간들에 수신할 수 있다. 신호(358)는 샘플 신호를 포함할 수 있고, 신호(368)는 기준 신호를 포함할 수 있다. 제어기(340)는 샘플 신호를 기준 신호로 나누거나, 감산하거나 또는 스케일링하여, 예를 들어, 비(ratio)를 획득할 수 있다(프로세스(400)의 단계(428)). 비는 식 1을 사용함으로써 흡광도로 변환될 수 있고, 물질의 농도를 결정하기 위한 알고리즘이 흡광도 스펙트럼에 적용될 수 있다.Controller 340 may receive both signal 358 and signal 368 at different times. Signal 358 may comprise a sample signal, and signal 368 may comprise a reference signal. The controller 340 may divide, subtract, or scale the sample signal to a reference signal, for example, to obtain a ratio (step 428 of process 400). The ratio can be converted to absorbance by using Equation 1, and an algorithm for determining the concentration of the substance can be applied to the absorbance spectrum.

시스템(300)(도 3에 도시됨)은 공유된 검출기로 인한 검출기에서의 사소한 변동들, 드리프트들 및/또는 변경들을 보상할 수 있지만, 시스템(300)이 상이한 유형들의 드리프트 사이를 식별하는 것은 어려울 수 있다. 제로 드리프트(zero drift) 및 이득 드리프트(gain drift)와 같은 다수의 유형들의 드리프트가 존재할 수 있다. 제로 드리프트는 시간에 따른 제로 레벨에서의 변화를 지칭할 수 있고, 이에 따라 시간에 따라 일정한(즉, 수평) 관계를 방지할 수 있다. 이득 드리프트는 생성된 전자-홀 쌍당 전자 캐리어들의 평균 수에서의 변화를 지칭할 수 있다. 즉, 이득 드리프트는 생성된 전자-홀 쌍들의 검출기의 현재 응답에 대한 효율 또는 비에서의 변화를 지칭할 수 있다. 제로 드리프트와 이득 드리프트 사이를 식별하기 위해, 시스템은 일 유형의 드리프트를 안정화시키고 다른 유형의 드리프트를 측정할 수 있다. 예를 들어, 광원으로부터의 이득 드리프트를 결정하기 위해, 시스템은 DC 안정화될 수 있다(즉, 안정된 제로 드리프트). 그러나, 시스템(300)에서 일 유형의 드리프트를 안정화시키기 위한 능력의 부족으로 인해, 제로 드리프트 및 이득 드리프트는 식별되지 않을 수 있다.Although system 300 (shown in FIG. 3) can compensate for minor variations, drifts, and / or changes in the detector due to the shared detector, it is clear that system 300 identifies between different types of drift It can be difficult. There can be many types of drifts, such as zero drift and gain drift. Zero drift can refer to a change in the zero level with time, thereby avoiding a constant (i.e., horizontal) relationship over time. Gain drift can refer to a change in the average number of electron carriers per generated electron-hole pair. That is, the gain drift can refer to a change in efficiency or ratio to the current response of the detector of generated electron-hole pairs. To distinguish between zero drift and gain drift, the system can stabilize one type of drift and measure another type of drift. For example, to determine the gain drift from the light source, the system may be DC stabilized (i.e., stable zero drift). However, due to the lack of ability to stabilize one type of drift in system 300, zero drift and gain drift may not be identified.

일부 예들에서, 미광의 존재가 검출기에 의해 측정될 수 있고, 이는 잘못된 신호 및 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형에 대한 잘못된 결정을 초래할 수 있다. 시스템(300)에서, 광이 샘플(320) 또는 기준(322)을 통해 투과된 후의 초퍼(334)의 배치는, 미광이 샘플(320) 또는 기준(322)에 도달하는 것을 초래할 수 있다. 미광은 분광 신호에 기여하지 않을 수 있어서, 미광이 샘플(320) 또는 기준(322)에 도달하도록 허용함으로써, 검출기(330)는 미광에 포함된 광자들을 검출할 수 있다. 미광에 포함된 광자들을 검출하는 것은 신호(358) 또는 신호(368) 중 어느 하나에서 잘못된 변화들을 초래할 수 있다. 신호(358) 또는 신호(368)에서의 변화에 따라, 제어기(340)는 이러한 변화가 미광에 기인하는지 또는 광원(302)에서의 변경들에 기인하는지 여부 또는 얼마나 많이 기인하는지를 결정하지 못할 수 있다. 따라서, 시스템(300)은 무시할 수 없는 양의 미광이 존재할 수 있는 상황들에 적합하지 않을 수 있다.In some instances, the presence of stray light can be measured by the detector, which can lead to erroneous determination of the erroneous signal and the concentration and type of one or more substances. The placement of the chopper 334 after the light is transmitted through the sample 320 or reference 322 may result in stray light reaching the sample 320 or reference 322. [ The stray light may not contribute to the spectroscopic signal so that by allowing stray light to reach the sample 320 or reference 322, the detector 330 can detect photons contained in the stray light. Detecting the photons contained in the stray light may result in erroneous changes in either signal 358 or signal 368. In response to a change in signal 358 or signal 368, controller 340 may not be able to determine whether this change is due to stray light or due to changes in light source 302 or how much . Thus, the system 300 may not be suitable for situations in which a negligible amount of stray light may be present.

샘플 내의 관심있는 물질이 낮은 농도를 갖는 경우, 시스템(100)(도 1에 도시됨) 및 시스템(300)(도 3에 도시됨)과 비교하여, 증가된 정확도 및 감도를 갖는 시스템이 요구될 수 있다. 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위해, 시스템(100)(도 1에 도시됨) 및 시스템(300)(도 3에 도시됨)은 샘플 및 기준을 다수회 측정할 수 있다. 도 5는 본 개시내용의 예들에 따라 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위한 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다. 시스템은 다크 위상(570)으로 시작할 수 있고, 여기서 에러들을 최소화하기 위해, 시스템의 하나 이상의 컴포넌트들이 최적화, 교정 및/또는 동기화될 수 있다. 다크 위상(570)은 예를 들어, 기준 흡광도를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 다크 위상(570)은 시스템의 다크 전류 및 잡음을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 물질의 공지되고 안정된 농도를 갖는 샘플은, 샘플이 위치된 광 경로에 배치될 수 있다. 시스템은 온 또는 오프 중 어느 하나일 수 있다. 제어기는 흡광도를 결정할 수 있고 이러한 흡광도와 동일한 "제로 레벨"을 설정할 수 있다. 상당한 드리프트로 인해 신호가 포화되거나 클리핑되면, 제어기는 신호가 더 이상 포화되지 않을 때까지 광원 방출 속성들을 조정할 수 있다.When a substance of interest in the sample has a low concentration, a system with increased accuracy and sensitivity is required compared to the system 100 (shown in FIG. 1) and the system 300 (shown in FIG. 3) . To measure the concentration and type of one or more materials, the system 100 (shown in FIG. 1) and the system 300 (shown in FIG. 3) can measure the sample and the reference multiple times. Figure 5 illustrates an exemplary plot of absorbance measurements for determining the concentration and type of one or more materials in accordance with the examples of this disclosure. The system may begin with a dark phase 570, where one or more components of the system may be optimized, calibrated, and / or synchronized to minimize errors. The dark phase 570 may include, for example, measuring the reference absorbance. In some instances, the dark phase 570 may include measuring the dark current and noise of the system. A sample having a known and stable concentration of material can be placed in the optical path in which the sample is located. The system may be either on or off. The controller can determine the absorbance and set the same "zero level" as this absorbance. If the signal is saturated or clipped due to significant drift, the controller can adjust the light emission properties until the signal is no longer saturated.

다크 위상(570)이 완료되고 제로 레벨이 결정되면, 시스템은 측정 위상(572)으로 진행할 수 있다. 측정 위상(572)에서, 샘플 내의 물질의 농도는 다수회 샘플링함으로써 측정되어, 복수의 샘플 포인트들(574)을 생성할 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 수십 내지 수백개의 샘플 포인트들(574)을 측정할 수 있다. 특정 수의 샘플 포인트들(574)이 측정되면, 제어기는 샘플 포인트들(574)의 값들을 평균화하여 흡광도를 결정할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 흡광도 측정들은, 고려되지 않는 경우 물질의 농도의 결정에서 에러들을 초래할 수 있는 사소한 교란들을 포함할 수 있기 때문에, 다수의 샘플 포인트들을 측정하고 평균을 결정하는 것이 요구될 수 있다. 일부 예들에서, 광원이 방출 파장을 변화시키는 경우, 연속적인 다크 위상들 사이에서 미리 결정된 시간이 경과한 이후, 또는 미리 결정된 수의 샘플 포인트들이 측정된 이후, 다크 위상(570)은 제로 레벨을 다시 제로화하기 위해 반복될 수 있다.Once the dark phase 570 is complete and the zero level is determined, the system may proceed to the measurement phase 572. [ At measurement phase 572, the concentration of material in the sample may be measured by multiple sampling to produce a plurality of sample points 574. In some instances, the system may measure from tens to hundreds of sample points 574. Once a certain number of sample points 574 have been measured, the controller can average the values of sample points 574 to determine the absorbance. As shown in the figure, absorbance measurements may be required to measure and average a number of sample points, since they may include minor perturbations that, if not considered, can result in errors in the determination of the concentration of the substance have. In some instances, when the light source changes the emission wavelength, the dark phase 570 returns to the zero level after a predetermined time has elapsed between successive dark phases, or after a predetermined number of sample points have been measured It can be repeated to zero.

일부 예들에서, 도 5에 도시된 측정 절차는 연속적인 다크 위상들 사이에 긴 시간들을 가질 수 있어서, 실제 제로 레벨로부터 드리프트하는 설정된 제로 레벨로 인해 부정확한 평균 신호 측정이 초래될 수 있다. 도면은 제로 드리프트 또는 이득 드리프트를 도시하며, 여기서 흡광도 신호는 제로 레벨 또는 이득 값이 실제 제로 레벨 또는 실제 이득 값으로부터 각각 멀리 드리프트하는 것으로 인해 시간에 걸쳐 일정한(즉, 수평) 관계로부터 편향되기 시작할 수 있다. 연속적인 다크 위상들 사이의 시간은 단축될 수 있지만, 정확한 측정을 위해 요구될 수 있는 최소 수의 샘플 포인트들로 인해 다크 위상들 사이의 최소 시간 기간에 대한 제한이 존재할 수 있다. 이는, SNR이 낮은 상황들에서 특히 사실일 수 있으며, 이는 다소 정확한 평균 흡광도 값을 달성하기 위해 수십 내지 수백개의 반복된 측정들을 요구할 수 있다.In some instances, the measurement procedure shown in FIG. 5 may have long times between consecutive dark phases, resulting in an incorrect average signal measurement due to the set zero level drifting from the actual zero level. The figure shows zero drift or gain drift where the absorbance signal can begin to deviate from a constant (i.e., horizontal) relationship over time due to the zero level or the gain value drifting away from the actual zero level or actual gain value, respectively have. The time between consecutive dark phases can be shortened, but there may be a limitation on the minimum time period between dark phases due to the minimum number of sample points that may be required for accurate measurement. This may be particularly true in low SNR situations, which may require tens to hundreds of repeated measurements to achieve a somewhat accurate average absorbance value.

도 6은 예시적인 시스템을 도시하고, 도 7은 본 개시내용의 예들에 따라 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 시스템(600)은 제어기(640)에 커플링되는 광원(602)을 포함할 수 있다. 제어기(640)는 신호(604)를 광원(602)에 전송할 수 있다. 일부 예들에서, 신호(604)는 전류 또는 전압 파형을 포함할 수 있다. 광원(602)은 필터(606)를 향해 지향될 수 있고, 신호(604)는 광원(602)이 필터(606)를 향해 광(650)을 방출하게 할 수 있다(프로세스(700)의 단계(702)). 광원(602)은 램프, 레이저, 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 전계발광(EL) 소스, 수퍼-발광 다이오드, 섬유-기반 소스를 포함하는 임의의 수퍼-연속체 소스 또는 이러한 소스들 중 하나 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌, 광을 생성할 수 있는 임의의 소스일 수 있다. 일부 예들에서, 광원(602)은 단일 파장의 광을 방출할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(602)은 복수의 파장들의 광을 방출할 수 있다. 일부 예들에서, 복수의 파장들은 서로 인접하여 연속적인 출력 대역을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(602)은 SWIR 및 MWIR 범위들 둘 모두의 적어도 일부에서 광을 방출할 수 있는 수퍼-연속체 소스일 수 있다. 수퍼-연속체 소스는 복수의 파장들을 출력하는 임의의 광대역 광원일 수 있다. 일부 예들에서, 광원(602)은 SWIR 시그니처를 생성할 수 있는 임의의 튜닝가능한 소스일 수 있다.FIG. 6 illustrates an exemplary system, and FIG. 7 illustrates an exemplary system for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample using a system including a modulator positioned between a light source and a sample, Process flow. The system 600 may include a light source 602 coupled to the controller 640. Controller 640 may send signal 604 to light source 602. In some instances, the signal 604 may comprise a current or voltage waveform. The light source 602 may be oriented toward the filter 606 and the signal 604 may cause the light source 602 to emit the light 650 towards the filter 606 702). Light source 602 may be any super-continuum source, including lamps, lasers, light emitting diodes (LEDs), organic LEDs (OLEDs), electroluminescent (EL) sources, super-light emitting diodes, fiber- Including but not limited to, any combination of one or more of the above. In some instances, the light source 602 may emit a single wavelength of light. In some instances, the light source 602 may emit a plurality of wavelengths of light. In some instances, the plurality of wavelengths may be adjacent to each other to provide a continuous output band. In some instances, light source 602 may be a super-continuum source capable of emitting light in at least a portion of both the SWIR and MWIR ranges. The super-continuum source may be any broadband light source that outputs a plurality of wavelengths. In some instances, the light source 602 may be any tunable source capable of generating SWIR signatures.

필터(606)는 구동 주파수를 튜닝함으로써 단일 파장 또는 다수의 이산적 파장들을 튜닝 또는 선택할 수 있는 임의의 유형의 필터일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(606)는 음향-광학 튜닝가능 필터(AOTF)일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(606)는 각도 튜닝가능한 협대역 통과 필터일 수 있다. 도면에 도시되지 않지만, 필터(606)는 제어기(640)에 커플링될 수 있고, 제어기(640)는 필터(606)의 구동 주파수를 튜닝할 수 있다. 일부 예들에서, 필터(606)는 광의 하나 이상의 연속적인 대역들(즉, 파장 범위들)이 투과되게 선택적으로 허용하도록 구성되는 통과 대역 필터일 수 있다. 광(650)은 다수의 파장들을 포함할 수 있고(프로세스(700)의 단계(702)), 필터(606)를 통해 투과된 후, 하나 이상의 이산적 파장들을 포함하는 광(652)을 형성할 수 있다(프로세스(700)의 단계(704)). 일부 예들에서, 광(652)은 광(650)보다 더 적은 파장들의 광을 포함할 수 있다. 광(652)은 빔스플리터(610)를 향해 지향될 수 있다. 빔스플리터(610)는 입사 광을 다수의 광 빔들로 분리할 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 일부 예들에서, 빔스플리터(610)에 의해 분리된 각각의 광 빔은 동일한 광학 속성들을 가질 수 있다. 통상의 기술자는 동일한 광학 속성들이 15% 편차를 야기하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 빔스플리터(610)는, 도면에 도시된 바와 같이, 광(652)을 2개의 광 빔들, 즉 광(654) 및 광(664)으로 분리할 수 있다(프로세스(700)의 단계(706)).The filter 606 may be any type of filter capable of tuning or selecting a single wavelength or a number of discrete wavelengths by tuning the drive frequency. In some instances, the filter 606 may be an acousto-optically tunable filter (AOTF). In some instances, the filter 606 may be an angular tunable narrow band pass filter. Although not shown in the figures, the filter 606 may be coupled to the controller 640 and the controller 640 may tune the drive frequency of the filter 606. In some instances, the filter 606 may be a passband filter configured to selectively permit one or more successive bands of light (i.e., wavelength ranges) to be transmitted. The light 650 may comprise a plurality of wavelengths (step 702 of the process 700), transmitted through the filter 606, and then formed into a light 652 comprising one or more discrete wavelengths (Step 704 of process 700). In some instances, light 652 may include light of less wavelengths than light 650. Light 652 may be directed towards beam splitter 610. The beam splitter 610 may be any type of optical device capable of separating the incident light into a plurality of light beams. In some instances, each light beam separated by beam splitter 610 may have the same optical properties. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the same optical properties may include tolerances that cause a 15% deviation. Beam splitter 610 may split light 652 into two light beams, light 654 and light 664 (step 706 of process 700), as shown in the figure. .

광(654)은 초퍼(634)를 통해 투과될 수 있고, 여기서 초퍼(634)는 광(654)의 강도를 변조할 수 있다(프로세스(700)의 단계(708)). 초퍼(634)는 입사 광 빔을 변조할 수 있는 임의의 컴포넌트일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(634)는 광학 초퍼일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(634)는 기계적 셔터일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(634)는 변조기 또는 스위치일 수 있다. 광(654)은 광학 장치(616)를 통해 투과될 수 있다(프로세스(700)의 단계(710)). 광학 장치(616)는 광(654)의 빔 스팟 크기 및/또는 전파의 각도와 같은 거동 및 속성들을 변화시키도록 구성된 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 광학 장치(616)는 렌즈 또는 렌즈 배열, 빔 지향 요소, 시준 또는 포커싱 요소, 회절 광학 장치, 프리즘, 필터, 확산기 및 광 가이드를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 광학 장치(616)는 해결된 경로 샘플링(RPS) 시스템, 공초점(confocal) 시스템, 또는 샘플링 인터페이스에서 샘플(620) 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기에 적합한 임의의 광학 시스템과 같은 임의의 배열로 배치될 수 있다. 광학 장치는 샘플 인터페이스 상의 다수의 입사 각도들 및 다수의 광학 경로들에 포함된 상이한 경로 길이들을 해결할 수 있는 광학 시스템일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 시스템은 경로 길이들의 범위 내의 경로 길이 및 각도들의 범위 내의 입사 각도를 갖는 하나 이상의 입사 광선들을 수용하고, 경로 길이들의 범위 외부의 경로 길이 및 각도들의 범위 외부의 입사 각도를 갖는 광학 경로들을 거부하도록 구성될 수 있다.Light 654 may be transmitted through chopper 634 where chopper 634 may modulate the intensity of light 654 (step 708 of process 700). Chopper 634 may be any component capable of modulating an incident light beam. In some instances, chopper 634 may be an optical chopper. In some instances, chopper 634 may be a mechanical shutter. In some instances, the chopper 634 may be a modulator or a switch. Light 654 may be transmitted through optical device 616 (step 710 of process 700). The optical device 616 may include one or more components configured to change behaviors and properties, such as the beam spot size and / or angle of propagation of the light 654. The optical device 616 may include, but is not limited to, a lens or lens array, a beam-directing element, a collimating or focusing element, a diffractive optics, a prism, a filter, a diffuser, and a light guide. The optical device 616 may include any optical system suitable for measuring the concentration and type of one or more materials within the sample 620 in a resolved path sampling (RPS) system, confocal system, As shown in FIG. The optical device may be an optical system capable of resolving a plurality of incident angles on the sample interface and different path lengths contained in the plurality of optical paths. In some examples, the optical system includes one or more incident light beams having an incident angle in the range of path lengths and angles within a range of path lengths, and an optical system having an incident angle outside the range of path lengths and angles outside the range of path lengths, And reject paths.

광(654)은 샘플(620)을 통해 투과될 수 있다. 에너지는 샘플(620) 내의 물질에 의해 하나 이상의 파장들에서 흡수되어, 샘플을 빠져 나가는 광(656)의 속성들에서의 변화를 초래할 수 있다(프로세스(700)의 단계(712)). 일부 예들에서, 광(656)은 샘플 내에 위치된 물질의 반사 또는 산란에 의해 형성될 수 있다. 광(656)은 거울(614) 상에 입사될 수 있고, 거울(614)은 광(656)을 선택기(624)를 향해 지향 또는 재지향시킬 수 있다(프로세스(700)의 단계(714)). 거울(614)은 광의 전파 방향 또는 각도를 변화시킬 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 예를 들어, 거울(614)은 광 전파 방향을 90°만큼 변화시키도록 구성되는 오목 거울일 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 광 재지향을 위한 비반사 컴포넌트(들)(예를 들어, 곡선형 도파관)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.Light 654 may be transmitted through sample 620. Energy may be absorbed at one or more wavelengths by the material within the sample 620, resulting in a change in properties of the light 656 exiting the sample (step 712 of process 700). In some instances, light 656 may be formed by reflection or scattering of the material located within the sample. Light 656 may be incident on mirror 614 and mirror 614 may direct or redirect light 656 toward selector 624 (step 714 of process 700). Mirror 614 can be any type of optical device that can change the direction or angle of propagation of light. For example, the mirror 614 may be a concave mirror configured to change the light propagating direction by 90 degrees. In some instances, the system may additionally or alternatively include non-reflective component (s) (e.g., a curved waveguide) for light redirection, but is not limited thereto.

광(664)은 거울(612) 상에 입사될 수 있다(프로세스(700)의 단계(716)). 거울(612)은 광(664)을 검출기(630)를 향해 재지향시킬 수 있다. 거울(612)은 광의 전파 방향 또는 각도를 변화시킬 수 있는 임의의 거울일 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 광 재지향을 위한 비반사 컴포넌트(들)(예를 들어, 곡선형 도파관)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 예들에서, 거울(612)은 거울(614)과 동일한 광학 속성들을 가질 수 있다. 광(664)은 광의 강도(664)를 변조할 수 있는 초퍼(636)를 통해 투과될 수 있다(프로세스(700)의 단계(718)). 일부 예들에서, 초퍼(634) 및 초퍼(636)는 초핑 주파수 및 디스크 구성과 같은 동일한 초퍼 특성들을 가질 수 있다. 당업자는 동일한 초퍼 특성들이 15% 편차를 초래하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일부 예들에서, 초퍼(636)는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 셔터와 같은 셔터일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(636)는 변조기 또는 스위치일 수 있다. 변조된 광은 광(666)을 생성하기 위해 필터(608)를 통해 투과될 수 있다(프로세스(700)의 단계(720)). 필터(608)는 광을 선택적으로 투과시킬 수 있는 임의의 유형의 필터일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(608)는 중립 밀도 필터, 블랭크 감쇠기, 또는 광의 모든 파장들의 강도를 감쇠 또는 감소시키도록 구성되는 필터일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(608)는 미리 결정된 또는 공지된 상수 값 또는 감쇠 팩터만큼 광을 감쇠시킬 수 있다.Light 664 may be incident on mirror 612 (step 716 of process 700). Mirror 612 may redirect light 664 toward detector 630. [ Mirror 612 can be any mirror that can change the direction or angle of propagation of light. In some instances, the system may additionally or alternatively include non-reflective component (s) (e.g., a curved waveguide) for light redirection, but is not limited thereto. In some instances, the mirror 612 may have the same optical properties as the mirror 614. Light 664 can be transmitted through a chopper 636 that can modulate the intensity of light 664 (step 718 of process 700). In some instances, chopper 634 and chopper 636 may have identical chopper characteristics, such as chopping frequency and disk configuration. Those skilled in the art will appreciate that the same chopper characteristics may include tolerances that result in a 15% deviation. In some instances, the chopper 636 may be a shutter, such as a micro electro mechanical system (MEMS) shutter. In some instances, the chopper 636 may be a modulator or a switch. The modulated light may be transmitted through filter 608 to produce light 666 (step 720 of process 700). The filter 608 may be any type of filter capable of selectively transmitting light. In some instances, the filter 608 may be a neutral density filter, a blank attenuator, or a filter configured to attenuate or reduce the intensity of all wavelengths of light. In some instances, the filter 608 may attenuate light by a predetermined or known constant value or an attenuation factor.

광(656) 및 광(666) 둘 모두는 선택기(624) 상에 입사될 수 있다. 선택기(624)는 검출기(630)를 향해 지향되도록 광 빔을 이동시키거나 선택할 수 있는 임의의 광학 컴포넌트일 수 있다. 시스템(600)은 일 시간에 광(656)이 검출기(630) 상에 입사되도록 허용하는 것과 광(666)이 다른 시간에 검출기(630) 상에 입사되도록 허용하는 것 사이에서 시간상 교번할 수 있다. 상황들 둘 모두에서, 광(656) 및 광(666)은 각각 광자들의 세트를 포함할 수 있다. 광자들은 검출기(630) 상에 입사될 수 있고, 검출기(630)는 입사 광의 속성들 또는 충돌하는 광자들의 수를 표시하는 전기 신호를 생성할 수 있다. 검출기(630)는 광(656)으로부터 광자들의 세트를 측정할 수 있고(프로세스(700)의 단계(722)), 전기 신호(658)를 생성할 수 있다(프로세스(700)의 단계(724)). 신호(658)는, 샘플(620) 내의 관심있는 물질에 의해 리턴되는 광(654)으로부터의 에너지를 표현할 수 있는 광(656)의 속성들을 표시할 수 있다. 검출기(630)는 광(666)으로부터 입사 광자들의 세트를 측정할 수 있고(프로세스(700)의 단계(726)), 전기 신호(668)를 생성할 수 있다(프로세스(700)의 단계(728)). 신호(668)는 필터(608)에 의해 흡수되지 않은 광(664)의 속성들을 표시할 수 있고, 기준 신호로서 동작할 수 있다.Both light 656 and light 666 may be incident on selector 624. The selector 624 may be any optical component that can move or select the light beam to be directed toward the detector 630. [ System 600 may alternate in time between allowing light 656 to be incident on detector 630 at one time and allowing light 666 to be incident on detector 630 at another time . In both situations, light 656 and light 666 may each comprise a set of photons. The photons can be incident on the detector 630 and the detector 630 can generate an electrical signal indicative of the properties of the incident light or the number of conflicting photons. The detector 630 may measure a set of photons from light 656 (step 722 of process 700) and generate an electrical signal 658 (step 724 of process 700) ). Signal 658 may represent properties of light 656 that may represent energy from light 654 returned by the material of interest in sample 620. [ Detector 630 may measure a set of incident photons from light 666 (step 726 of process 700) and generate an electrical signal 668 (step 728 of process 700) )). Signal 668 may represent attributes of light 664 not absorbed by filter 608 and may act as a reference signal.

검출기(630)는 포토다이오드(photodiode)들, 광전도체들, 볼로미터(bolometer)들, 초전 검출기들, 전하 결합 소자들(CCD들), 열전쌍들, 서미스터(thermistor)들, 광전지들 및 포토멀티플라이어(photomultiplier) 튜브들과 같이 광 또는 광자들을 측정하거나 이에 응답할 수 있는 임의의 유형의 검출기일 수 있다. 검출기(630)는 다중 대역 검출기 또는 초점 평면 어레이(FPA)와 같은 단일 검출기 픽셀 또는 검출기 어레이를 포함할 수 있다. 검출기 어레이는 기판 상에 배치된 하나 이상의 검출기 픽셀들을 포함할 수 있다. 검출기 픽셀은 공통 풋프린트를 갖는 하나 이상의 검출기 요소를 포함할 수 있다. 검출기 요소는 광의 존재를 검출하도록 설계된 요소일 수 있고, 검출된 광을 나타내는 신호를 개별적으로 생성할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(630)는 SWIR에서 광을 검출할 수 있는 임의의 유형의 검출기일 수 있다. 예시적인 SWIR 검출기들은 수은 카드뮴 텔루라이드(HgCdTe), 인듐 안티모나이드(InSb) 및 인듐 갈륨 비소(InGaAs)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 예들에서, 검출기(630)는 확장된 파장 범위(최대 2.7 μm)에서 동작할 수 있는 SWIR 검출기일 수 있다.Detector 630 may be any type of photodiode, photoconductors, bolometers, pyrotechnic detectors, charge coupled devices (CCDs), thermocouples, thermistors, photocells and photomultipliers such as photomultiplier tubes, that can measure or respond to light or photons. Detector 630 may comprise a single detector pixel or detector array, such as a multi-band detector or a focal plane array (FPA). The detector array may include one or more detector pixels disposed on the substrate. The detector pixel may comprise one or more detector elements having a common footprint. The detector element may be an element designed to detect the presence of light and may separately generate a signal indicative of the detected light. In some instances, the detector 630 may be any type of detector capable of detecting light in the SWIR. Exemplary SWIR detectors can include, but are not limited to, mercury cadmium telluride (HgCdTe), indium antimonide (InSb), and indium gallium arsenide (InGaAs). In some instances, the detector 630 may be an SWIR detector capable of operating in the extended wavelength range (up to 2.7 [mu] m).

제어기(640)는 신호(658) 및 신호(668) 둘 모두를 수신할 수 있고, 여기서 각각의 신호는 상이한 시간에 수신될 수 있다. 신호(658)는 샘플 신호를 포함할 수 있고, 신호(668)는 기준 신호를 포함할 수 있다. 제어기(640)는 샘플 신호를 기준 신호로 나누거나, 감산하거나 또는 스케일링하여, 예를 들어, 비를 획득할 수 있다(프로세스(700)의 단계(730)). 비는 식 1을 사용함으로써 흡광도로 변환될 수 있고, 물질의 농도를 결정하기 위한 알고리즘이 흡광도 스펙트럼에 적용될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기(640)는 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해, 기준 흡광도를 룩업 테이블 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 흡광도 값들과 비교할 수 있다. 식 2 및 상기 논의는 흡광도의 맥락에서 제공되지만, 본 개시내용의 예들은 반사율, 굴절률, 밀도, 농도, 산란 계수 및 산란 이방성과 같은 임의의 광학 속성을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.Controller 640 may receive both signal 658 and signal 668, where each signal may be received at a different time. Signal 658 may comprise a sample signal, and signal 668 may comprise a reference signal. The controller 640 may divide, subtract, or scale the sample signal to a reference signal to obtain, for example, the ratio (step 730 of process 700). The ratio can be converted to absorbance by using Equation 1, and an algorithm for determining the concentration of the substance can be applied to the absorbance spectrum. In some instances, the controller 640 may compare the reference absorbance to one or more absorbance values stored in a look-up table or memory to determine the concentration and type of one or more substances in the sample. Although Equation 2 and the discussion above are provided in the context of absorbance, examples of the present disclosure include, but are not limited to, any optical properties such as reflectance, refractive index, density, concentration, scattering coefficient and scattering anisotropy.

시스템(600)은 시스템(100)(도 1에 도시됨) 및 시스템(300)(도 3에 도시됨)에 대한 대안일 수 있다. 시스템(600)은 샘플(620) 및 (임의적) 필터(608)를 통한 광을 측정하기 위한 공유된 검출기(예를 들어, 검출기(630))를 가질 수 있다. 공유된 검출기를 활용하는 것은 상이한(또는 랜덤) 변동들, 드리프트들 및/또는 변경들로 인한 감도, 검출도 및/또는 흡광도에서의 예측불가능한 변화들을 제거 또는 경감할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 변동들, 드리프트들 및/또는 변경들은 초기화, 1/f 잡음, 및/또는 2개의 검출기들에 상이한 방식으로 영향을 미칠 수 있는 환경 변화들에 기인할 수 있다. 추가적으로, 시스템(600)은, 샘플(620) 및 필터(608) 상에 각각 입사되기 전에 광 경로에서 초퍼(634) 및 초퍼(636)의 배치로 인한 무시할 수 없는 양들의 미광을 용인 및 식별할 수 있다. 또한, 시스템(100) 및 시스템(300)과 달리 시스템(600)은 광원(602) 및 검출기(630) 둘 모두로부터 초래되는 임의의 변동들, 드리프트들 및/또는 변경들을 고려할 수 있다.The system 600 may be an alternative to the system 100 (shown in Fig. 1) and the system 300 (shown in Fig. 3). System 600 may have a shared detector (e.g., detector 630) for measuring light through sample 620 and (arbitrary) filter 608. Utilizing a shared detector can eliminate or mitigate unpredictable changes in sensitivity, sensitivity and / or absorbance due to different (or random) variations, drifts, and / or changes. As discussed above, fluctuations, drifts, and / or changes may be due to initialization, 1 / f noise, and / or environmental changes that may affect the two detectors in different ways. In addition, the system 600 may tolerate and discard non-negligible amounts of stray light due to the placement of the chopper 634 and the chopper 636 in the optical path before being incident on the sample 620 and the filter 608, respectively . In addition, unlike system 100 and system 300, system 600 may take into account any variations, drifts, and / or changes that result from both light source 602 and detector 630.

일부 예들에서, 사전 결정된 또는 공지된 상수 값만큼의 필터(608)에 의한 입사 광의 감쇠는 광(656)(즉, 샘플(620)을 통해 투과되는 광)과 광(666)(즉, 필터(608)를 통해 투과되는 광) 사이의 미스매치를 초래할 수 있다. 이러한 미스매치는 상이한 파장들에서의 상이한 흡광도에 기인할 수 있다. 하나 이상의 파장들에서, 샘플(620) 내의 물질은 큰 퍼센티지의 광을 흡수할 수 있고, 따라서 필터(608)에 대한 낮은 감쇠 팩터는 그러한 하나 이상의 파장들에서 적합할 것이다. 다른 파장들에서, 샘플(620) 내의 동일한 물질 및 그 물질의 동일한 농도는 매우 적은 광을 흡수할 수 있고, 따라서 필터(608)에 대한 높은 감쇠 팩터가 적합할 것이다. 필터(608)는 관심있는 모든 파장들에 대해 상수 값만큼 감쇠할 수 있기 때문에, 시스템(600)의 정확한 측정들은 오직 하나의 또는 적은 수의 파장들로 제한될 수 있다. 또한 감쇠 팩터가 최적이 아니면, 샘플 내의 관심있는 물질의 낮은 농도를 검출하는 경우 블랭크 감쇠기 또는 중립 밀도 필터는 효과적이 아닐 수 있다. 따라서, 샘플(620) 내의 파장에 대한 흡광도에서의 변경들을 고려할 수 있고 샘플 내의 물질의 낮은 농도를 검출할 수 있는 시스템이 바람직할 수 있다.In some instances, the attenuation of the incident light by the filter 608 by a predetermined or known constant value causes the light 656 (i.e., the light transmitted through the sample 620) and the light 666 608) of the light-emitting device. This mismatch may be due to different absorbances at different wavelengths. At one or more wavelengths, the material in the sample 620 may absorb a large percentage of light, and thus a low attenuation factor for the filter 608 may be appropriate at such one or more wavelengths. At other wavelengths, the same material in the sample 620 and the same concentration of that material may absorb very little light, and therefore a high attenuation factor for the filter 608 would be appropriate. Since the filter 608 can attenuate by a constant value for all wavelengths of interest, the exact measurements of the system 600 can be limited to only one or a small number of wavelengths. Also, if the attenuation factor is not optimal, a blank attenuator or neutral density filter may not be effective when detecting a low concentration of the substance of interest in the sample. Thus, it may be desirable to consider a change in absorbance for the wavelength in the sample 620 and to be able to detect a low concentration of material in the sample.

도 8은 예시적인 시스템을 도시하고, 도 9는 본 개시내용의 예들에 따라 광원과 샘플 사이에 위치된 변조기를 포함하는 시스템을 사용하여 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 시스템(800)은 제어기(840)에 커플링되는 광원(802)을 포함할 수 있다. 제어기(840)는 신호(804)를 광원(802)에 전송할 수 있다. 일부 예들에서, 신호(804)는 전류 또는 전압 파형을 포함할 수 있다. 광원(802)은 필터(806)를 향해 지향될 수 있고, 신호(804)는 광원(802)이 광(850)을 방출하게 할 수 있다(프로세스(900)의 단계(902)). 광원(802)은 광(850)을 방출할 수 있는 임의의 소스일 수 있다. 일부 예들에서, 광원(802)은 단일 파장의 광을 방출할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(802)은 복수의 파장들의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 광원은 램프, 레이저, LED, OLED, EL 소스, 수퍼-발광 다이오드, 수퍼-연속체 소스, 섬유-기반 소스 또는 이러한 소스들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 예들에서, 복수의 파장들은 서로 가깝거나 인접하여 연속적인 출력 대역을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(802)은 SWIR 시그니처를 생성할 수 있는 임의의 튜닝가능한 소스일 수 있다. 일부 예들에서, 광원(802)은 SWIR 및 MWIR 둘 모두의 적어도 일부에서 광을 방출할 수 있는 수퍼-연속체일 수 있다.FIG. 8 illustrates an exemplary system, and FIG. 9 illustrates a method of measuring the concentration and type of one or more materials in a sample at a sampling interface using a system including a modulator located between the light source and the sample, ≪ / RTI > FIG. The system 800 may include a light source 802 coupled to the controller 840. Controller 840 may send signal 804 to light source 802. [ In some instances, the signal 804 may comprise a current or voltage waveform. The light source 802 may be oriented toward the filter 806 and the signal 804 may cause the light source 802 to emit light 850 (step 902 of process 900). Light source 802 may be any source capable of emitting light 850. In some instances, the light source 802 may emit a single wavelength of light. In some instances, the light source 802 may emit a plurality of wavelengths of light. Exemplary light sources may include, but are not limited to, lamps, lasers, LEDs, OLEDs, EL sources, super-light emitting diodes, super-continuous sources, fiber-based sources or combinations of one or more of these sources. In some examples, the plurality of wavelengths may provide a continuous output band close to or adjacent to each other. In some instances, the light source 802 may be any tunable source capable of generating SWIR signatures. In some instances, the light source 802 may be a super-continuum capable of emitting light in at least a portion of both SWIR and MWIR.

필터(806)는 구동 주파수를 튜닝함으로써 단일 파장 또는 다수의 이산적 파장들을 튜닝 및 선택할 수 있는 임의의 필터일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(806)는 AOTF일 수 있다. 일부 예들에서, 필터(606)는 각도 튜닝가능한 협대역 통과 필터일 수 있다. 도면에 도시되지 않지만, 필터(806)는 제어기(840)에 커플링될 수 있고, 제어기(840)는 필터(806)의 구동 주파수를 튜닝할 수 있다. 일부 예들에서, 필터(806)는 광의 하나 이상의 연속적인 대역들(즉, 파장 범위들)이 투과되게 선택적으로 허용하도록 구성되는 투과 대역 필터일 수 있다. 광(850)은 다수의 파장들을 포함할 수 있고, 필터(806)를 통해 투과된 후, 하나 이상의 이산적 파장들을 포함하는 광(852)을 형성할 수 있다(프로세스(900)의 단계(904)). 일부 예들에서, 광(852)은 광(850)보다 더 적은 파장들의 광을 포함한다. 광(852)은 빔스플리터(810)를 향해 지향될 수 있다. 빔스플리터(810)는 입사 광을 다수의 광 빔들로 분리할 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 일부 예들에서, 빔스플리터(810)에 의해 분리된 각각의 광 빔은 동일한 광학 속성들을 가질 수 있다. 통상의 기술자는 동일한 광학 속성들이 15% 편차를 야기하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 빔스플리터(810)는 광(852)을 2개의 광 빔들, 즉, 광(854) 및 광(864)으로 분리할 수 있다(프로세스(900)의 단계(906)).The filter 806 may be any filter capable of tuning and selecting a single wavelength or multiple discrete wavelengths by tuning the drive frequency. In some instances, the filter 806 may be an AOTF. In some instances, the filter 606 may be an angular tunable narrow band pass filter. Although not shown in the figures, the filter 806 may be coupled to the controller 840, and the controller 840 may tune the driving frequency of the filter 806. [ In some instances, the filter 806 may be a transmission band filter configured to selectively allow one or more continuous bands of light (i.e., wavelength ranges) to be transmitted. Light 850 may comprise a plurality of wavelengths and may be transmitted through filter 806 and then form light 852 comprising one or more discrete wavelengths (step 904 of process 900). )). In some instances, light 852 includes light of less wavelengths than light 850. Light 852 may be directed towards beam splitter 810. The beam splitter 810 may be any type of optical device capable of separating the incident light into a plurality of light beams. In some instances, each light beam separated by beam splitter 810 may have the same optical properties. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the same optical properties may include tolerances that cause a 15% deviation. As shown in the figure, beam splitter 810 may split light 852 into two light beams, light 854 and light 864 (step 906 of process 900) .

광(854)은 초퍼(834)를 통해 투과될 수 있고, 여기서 초퍼(834)는 광(854)의 강도를 변조할 수 있다(프로세스(900)의 단계(908)). 초퍼(834)는 입사 광 빔을 변조하거나 주기적으로 인터럽트할 수 있는 임의의 컴포넌트일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(834)는 광학 초퍼일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(834)는 MEMS 셔터와 같은 기계적 셔터일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(834)는 변조기 또는 스위치일 수 있다. 광(854)은 광학 장치(816)를 통해 투과될 수 있다(프로세스(900)의 단계(910)). 광학 장치(816)는 광(854)의 빔 스팟 크기 및/또는 전파의 각도와 같은 광의 거동 및 속성들을 변화시키도록 구성된 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 광학 장치(816)는 렌즈 또는 렌즈 배열, 빔 지향 요소, 시준 또는 포커싱 요소, 회절 광학 장치, 프리즘, 필터, 확산기 및 광 가이드를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 광학 장치(816)는 RPS 시스템, 공초점 시스템, 또는 샘플(820) 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기에 적합한 임의의 광학 시스템과 같은 임의의 유형의 광학 시스템을 포함할 수 있다.Light 854 can be transmitted through chopper 834 where chopper 834 can modulate the intensity of light 854 (step 908 of process 900). The chopper 834 may be any component capable of modulating or periodically interrupting an incident light beam. In some instances, chopper 834 may be an optical chopper. In some instances, chopper 834 may be a mechanical shutter, such as a MEMS shutter. In some instances, the chopper 834 may be a modulator or a switch. Light 854 may be transmitted through optical device 816 (step 910 of process 900). The optical device 816 may include one or more components configured to alter the behavior and properties of light, such as the beam spot size of the light 854 and / or the angle of propagation. The optical device 816 may include, but is not limited to, a lens or lens array, a beam-directing element, a collimating or focusing element, a diffractive optics, a prism, a filter, a diffuser, and a light guide. The optical device 816 may include any type of optical system, such as an RPS system, confocal system, or any optical system suitable for measuring the concentration and type of one or more materials within the sample 820. [

광(854)은 샘플(820)을 향해 지향될 수 있다. 샘플(820)은 광(854)의 일부를 흡수할 수 있고 광(854)의 일부는 하나 이상의 파장들에서 투과될 수 있다(프로세스(900)의 단계(912)). 광(854)의 일부는 샘플(820) 내의 물질에 의해 흡수될 수 있고, 광(854)의 일부는 샘플(820)을 통해 투과될 수 있다. 샘플(820)을 통해 투과되는 광(854)의 일부는 광(856)으로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 광(856)은 샘플(820) 내에 위치된 물질의 반사 또는 산란에 의해 형성될 수 있다. 광(856)은 거울(814)을 향해 지향될 수 있고, 거울(814)은 광(856)을 거울(814)을 향해 지향시킬 수 있다(프로세스(900)의 단계(914)). 거울(814)은 광 전파 방향을 변화시킬 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 일부 예들에서, 거울(814)은 광 전파 방향을 90°만큼 변화시키도록 구성되는 오목 거울일 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 광 재지향을 위한 비반사 컴포넌트(들)(예를 들어, 곡선형 도파관)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.The light 854 may be directed toward the sample 820. Sample 820 may absorb a portion of light 854 and a portion of light 854 may be transmitted at one or more wavelengths (step 912 of process 900). A portion of the light 854 may be absorbed by the material in the sample 820 and a portion of the light 854 may be transmitted through the sample 820. [ A portion of the light 854 transmitted through the sample 820 may be referred to as light 856. In some instances, light 856 may be formed by reflection or scattering of the material located within the sample 820. Light 856 may be directed toward mirror 814 and mirror 814 may direct light 856 toward mirror 814 (step 914 of process 900). Mirror 814 can be any type of optical device that can change the direction of light propagation. In some instances, the mirror 814 may be a concave mirror configured to change the light propagation direction by 90 degrees. In some instances, the system may additionally or alternatively include non-reflective component (s) (e.g., a curved waveguide) for light redirection, but is not limited thereto.

광(852)을 분리하는 빔스플리터(810)에 의해 형성되는 제2 광 경로는 광(864)으로 지칭될 수 있다. 광(864)은 거울(812)을 향해 지향될 수 있다. 거울(812)은 광(864)의 전파 방향을 변화시킬 수 있는 임의의 유형의 광학 장치일 수 있다. 거울(812)은 광(864)을 선택기(824)를 향해 지향 또는 재지향시킬 수 있다(프로세스(900)의 단계(916)). 광(864)은 초퍼(836)를 통해 투과될 수 있고, 초퍼(836)는 광(864)을 변조할 수 있다(프로세스(900)의 단계(918)). 초퍼(836)는 입사 광 빔의 강도를 변조할 수 있는 임의의 컴포넌트일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(834) 및 초퍼(836)는 초핑 주파수 및 디스크 구성과 같은 동일한 초핑 특성들을 가질 수 있다. 당업자는 동일한 초핑 특성들이 15% 편차를 초래하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일부 예들에서, 초퍼(836)는 MEMS 셔터와 같은 기계적 셔터일 수 있다. 일부 예들에서, 초퍼(834)는 광학 변조기 또는 스위치일 수 있다. 광(864)은 광학 장치(818)를 통해 투과될 수 있다(프로세스(900)의 단계(920)). 광학 장치(818)는 하나 이상의 렌즈들, 빔 지향 요소들, 시준 또는 포커싱 요소들, 회절 광학 장치, 프리즘들, 필터들, 확산기들, 광 가이드들, 또는 하나 이상의 이러한 광학 요소들의 조합을 포함할 수 있고, 샘플(820) 또는 기준(822) 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기에 적합한 임의의 배열(예를 들어, RPS 시스템 또는 공초점 시스템)로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 광학 장치(818)는 광학 장치(816)와 동일한 컴포넌트들, 배열 및/또는 특성들을 가질 수 있다.The second optical path formed by beam splitter 810 that separates light 852 may be referred to as light 864. The light 864 may be directed towards the mirror 812. Mirror 812 can be any type of optical device that can change the direction of propagation of light 864. Mirror 812 may direct or redirect light 864 toward selector 824 (step 916 of process 900). Light 864 may be transmitted through chopper 836 and chopper 836 may modulate light 864 (step 918 of process 900). The chopper 836 may be any component capable of modulating the intensity of the incident light beam. In some instances, chopper 834 and chopper 836 may have the same chopping characteristics, such as chopping frequency and disk configuration. Those skilled in the art will appreciate that the same chopping characteristics may include tolerances that result in a 15% deviation. In some instances, chopper 836 may be a mechanical shutter, such as a MEMS shutter. In some instances, the chopper 834 may be an optical modulator or a switch. Light 864 may be transmitted through optical device 818 (step 920 of process 900). The optical device 818 may include one or more lenses, beam-directing elements, collimating or focusing elements, diffractive optics, prisms, filters, diffusers, light guides, And may be arranged in any arrangement (e.g., an RPS system or a confocal system) suitable for measuring the concentration and type of one or more materials within the sample 820 or the reference 822. [ In some instances, optical device 818 may have the same components, arrangement, and / or characteristics as optical device 816.

광 출사 광학 장치(818)는 기준(822) 상에 입사될 수 있다(프로세스(900)의 단계(922)). 기준(822)은 샘플(820)과 동일한 분광 속성들(예를 들어, 산란 특성들, 반사 특성들 또는 둘 모두)을 가질 수 있다. 통상의 기술자는 동일한 분광 속성들이 15% 편차를 야기하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 예들에서, 기준(822)은 샘플(820)의 카피 또는 "팬텀(phantom)" 복제일 수 있다. 일부 예들에서, 기준(822)의 흡수 스펙트럼은 샘플(820)의 흡수 스펙트럼과 동일할 수 있다. 통상의 기술자는 동일한 흡수 스펙트럼이 15% 편차를 야기하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 광의 일부는 기준(822)에 의해 흡수될 수 있고, 광의 일부는 기준(822)을 통해 투과되어 광(866)을 형성할 수 있다. 기준(822)을 통해 투과된 후, 광(866)은 선택기(824)를 향해 지향될 수 있다.Light exit optics 818 may be incident on reference 822 (step 922 of process 900). The reference 822 may have the same spectral properties as the sample 820 (e.g., scatter characteristics, reflection characteristics, or both). It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the same spectral properties may include tolerances that cause a 15% deviation. In some instances, the criteria 822 may be a copy of the sample 820 or a "phantom" duplicate. In some instances, the absorption spectrum of the reference 822 may be the same as the absorption spectrum of the sample 820. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the same absorption spectra may include tolerances that cause a 15% deviation. A portion of the light may be absorbed by the reference 822 and a portion of the light may be transmitted through the reference 822 to form the light 866. After being transmitted through the reference 822, the light 866 may be directed towards the selector 824.

선택기(824)는 검출기(830)를 향해 지향되도록 광 빔을 이동시키거나 선택할 수 있는 임의의 광학 컴포넌트일 수 있다. 일부 예들에서, 선택기(824)는 제어기(840)에 커플링될 수 있고, 제어기(840)는 선택기(824)의 이동을 제어하기 위한 신호(미도시)를 전송할 수 있다. 일 시간 기간에서, 선택기(824)는 광(856)이 검출기(830)의 활성 영역 상에 입사되도록 허용할 수 있다. 광(856)은 광자들의 세트를 포함할 수 있고, 검출기(830)는 광(856)에서 광자들의 수를 측정할 수 있다(프로세스(900)의 단계(924)). 검출기(830)는 광(856)의 속성들(또는 광자들의 수)을 표시하는 전기 신호(858)를 생성할 수 있다(프로세스(900)의 단계(926)). 신호(858)는 신호를 저장 및/또는 프로세싱할 수 있는 제어기(840)에 전송될 수 있다. 다른 시간 기간에서, 선택기(824)는 광(866)이 검출기(830)의 활성 영역 상에 입사되도록 허용할 수 있다. 광(866)은 또한 광자들의 세트를 포함할 수 있고, 검출기(830)는 광(866)에서 광자들의 수를 측정할 수 있다(프로세스(900)의 단계(928)). 검출기(830)는 광(866)의 속성들(또는 광자들의 수)을 표시하는 전기 신호(868)를 생성할 수 있다(프로세스(900)의 단계(930)). 신호(868)는 측정된 신호를 저장 및/또는 프로세싱할 수 있는 제어기(840)에 전송될 수 있다.The selector 824 may be any optical component that can move or select the light beam to be directed toward the detector 830. [ In some instances, the selector 824 may be coupled to the controller 840 and the controller 840 may transmit a signal (not shown) to control the movement of the selector 824. In one time period, the selector 824 may allow light 856 to be incident on the active area of the detector 830. Light 856 may comprise a set of photons and detector 830 may measure the number of photons in light 856 (step 924 of process 900). The detector 830 may generate an electrical signal 858 indicating the properties (or number of photons) of light 856 (step 926 of process 900). Signal 858 can be sent to controller 840, which can store and / or process the signal. In another time period, the selector 824 may allow the light 866 to be incident on the active area of the detector 830. Light 866 may also include a set of photons and detector 830 may measure the number of photons in light 866 (step 928 of process 900). The detector 830 may generate an electrical signal 868 indicative of the properties (or number of photons) of light 866 (step 930 of process 900). Signal 868 may be sent to controller 840, which may store and / or process the measured signal.

검출기(830)는 단일 검출기 픽셀 또는 검출기 어레이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(830)는 SWIR에서 광을 검출할 수 있는 임의의 유형의 검출기일 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(830)는 HgCdTe, InSb 또는 InGaAs 단일 검출기 또는 FPA일 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(830)는 최대 2.7 μm의 확장된 파장 범위에서 동작할 수 있는 SWIR 검출기일 수 있다.Detector 830 may comprise a single detector pixel or detector array. In some instances, the detector 830 may be any type of detector capable of detecting light in the SWIR. In some instances, detector 830 may be a HgCdTe, InSb or InGaAs single detector or FPA. In some examples, the detector 830 may be an SWIR detector capable of operating in an extended wavelength range of up to 2.7 [mu] m.

제어기(840)는 신호(858) 및 신호(868) 둘 모두를 상이한 시간들에 수신할 수 있다. 신호(858)는 샘플 신호를 포함할 수 있고, 신호(868)는 기준 신호를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제어기(840)는 샘플 신호를 기준 신호로 나누거나, 감산하거나 또는 스케일링하여, 비를 획득할 수 있다. 비는 식 1을 사용함으로써 흡광도로 변환될 수 있고, 샘플(820) 내의 관심있는 물질의 농도를 결정하기 위한 알고리즘이 흡광도 스펙트럼에 적용될 수 있다(프로세스(900)의 단계(932)). 일부 예들에서, 제어기(840)는 샘플(820) 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해, 기준 흡광도를 룩업 테이블(LUT) 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 흡광도 값들과 비교할 수 있다. 일부 예들에서, 신호(858)는 광원(802), 검출기(830) 또는 둘 모두로부터의 드리프트의 양만큼 신호(868)와 상이할 수 있다. 제어기(840)는 드리프트의 양을 결정하기 위해 신호(858)를 신호(868)로 나누거나, 감산하거나 또는 스케일링할 수 있다. 식 2 및 상기 논의는 흡광도의 맥락에서 제공되지만, 본 개시내용의 예들은 반사율, 굴절률, 밀도, 농도, 산란 계수 및 산란 이방성과 같은 임의의 광학 속성을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.Controller 840 may receive both signal 858 and signal 868 at different times. Signal 858 may comprise a sample signal, and signal 868 may comprise a reference signal. In some instances, the controller 840 may divide, subtract, or scale the sample signal to a reference signal to obtain a ratio. The ratio can be converted to absorbance by using Equation 1 and an algorithm for determining the concentration of the substance of interest in sample 820 can be applied to the absorbance spectrum (step 932 of process 900). In some instances, the controller 840 may compare the reference absorbance to one or more absorbance values stored in a look-up table (LUT) or memory to determine the concentration and type of one or more materials within the sample 820. In some instances, signal 858 may differ from signal 868 by an amount of drift from light source 802, detector 830, or both. Controller 840 may divide, subtract, or scale signal 858 to signal 868 to determine the amount of drift. Although Equation 2 and the discussion above are provided in the context of absorbance, examples of the present disclosure may include, but are not limited to, any optical properties such as reflectance, refractive index, density, concentration, scattering coefficient and scattering anisotropy.

시스템(800)은 시스템(600)의 이점들 모두를 포함할 수 있는 한편, 파장에 의한 샘플(820)의 흡광도에서의 변경들을 또한 고려할 수 있다. 전술한 시스템들은 초퍼들, 광학 장치, 거울들, 샘플, 광원, 필터들 및 검출기와 같은 하나 이상의 컴포넌트들을 도시하고 있지만, 당업자는 시스템이 단지 예시적인 도면들에 도시된 컴포넌트들에만 제한되지 않음을 인식할 것이다. 또한, 당업자는 이러한 컴포넌트들의 위치 및 배열이 단지 예시적인 도면들에 도시된 위치 및 배열에만 제한되지 않음을 인식할 것이다.The system 800 may include all of the advantages of the system 600, while also considering changes in absorbance of the sample 820 by wavelength. While the foregoing systems illustrate one or more components such as choppers, optics, mirrors, samples, light sources, filters and detectors, those skilled in the art will appreciate that the system is not limited to the components shown in the exemplary drawings Will recognize. Those skilled in the art will also appreciate that the location and arrangement of these components is not limited to only the location and arrangement shown in the exemplary Figures.

시스템의 이상적인 레이아웃 또는 배열은 샘플을 통해 이동하는 광 경로와 기준을 이동하는 광 경로 사이에서 공유되는 모든 컴포넌트들을 가질 것이지만, 이러한 배열은 물리적으로 가능하거나 실현가능한 것이 아닐 수 있다. 본 개시내용의 예들은 이러한 컴포넌트들이 2개의(또는 다수의) 광 경로들 사이에서 공통되거나 공유되도록 드리프팅하기 쉬운 하나 이상의 컴포넌트들을 위치확인하는 것 및 2개(또는 다수의 광 경로들) 사이에서 공통이 아니거나 공유되지 않도록 드리프팅하기 어려운 컴포넌트들(즉, 안정된 컴포넌트들)을 위치확인하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 드리프팅하기 쉬운 컴포넌트들은 임의의 전자 기기들 또는 광전자 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 드리프팅하기 어려운 컴포넌트들은 광학 장치를 포함할 수 있다. 도 6의 시스템(600) 및 도 8의 시스템(800) 둘 모두에 도시된 바와 같이, 광원(예를 들어, 광원(602) 및 광원(802)) 및 검출기(예를 들어, 검출기(630) 및 검출기(830))는 드리프팅하기 쉬울 수 있고, 따라서 2개의 광 경로들(예를 들어, 광(656) 및 광(666); 광(856) 및 광(866)) 사이에서 공유될 수 있다. 한편, 초퍼들(예를 들어, 초퍼(634), 초퍼(636), 초퍼(834) 및 초퍼(836)) 및 광학 장치(예를 들어, 광학 장치(616), 광학 장치(816) 및 광학 장치(818))는 안정적이며 드리프팅하기 어려울 수 있고, 따라서 각각의 광 경로에 대해 개별적일 수 있다.The ideal layout or arrangement of the system will have all components shared between the optical path traveling through the sample and the optical path traveling reference, but this arrangement may not be physically possible or feasible. Examples of the present disclosure include locating one or more components that are susceptible to drifting such that the components are common or shared between two (or multiple) optical paths, and between two (or multiple optical paths) (I. E., Stable components) that are not common or difficult to drift so as not to be shared. For example, components that are susceptible to drifting may include any electronic devices or optoelectronic components. Additionally, components that are difficult to drift may include optical devices. (E.g., light source 602 and light source 802) and a detector (e.g., detector 630), as shown in both system 600 of FIG. 6 and system 800 of FIG. And detector 830) may be susceptible to drifting and thus may be shared between two optical paths (e.g., light 656 and light 666; light 856 and light 866). have. (E.g., chopper 634, chopper 636, chopper 834 and chopper 836) and optical devices (e.g., optical device 616, optical device 816, and optical Device 818) are stable and difficult to drift, and thus may be individual for each optical path.

도 10은 본 개시내용의 예들에 따라 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해 사용되는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다. 흡광도 측정은 복수의 사이클들(1076)을 포함할 수 있다. 각각의 사이클(1076)은 하나 이상의 다크 위상들(1070) 및 하나 이상의 측정 위상들(1072)을 포함할 수 있다. 각각의 다크 위상(1070)은 제로 레벨, 잡음 플로어, 미광 누설 또는 이들의 조합을 측정하기 위한 하나 이상의 단계들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템의 광원은 방출된 광이 샘플링 인터페이스 또는 기준 상에 입사되지 않도록 오프 되거나 비활성화될 수 있다. 검출기는 다크 전류 및 미광 누설의 양을 결정하기 위한 측정을 취할 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 측정은 제로 레벨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 검출기는 이러한 측정을 제어기에 전송할 수 있고, 제어기는 측정 및/또는 관련 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 제어기는 이러한 정보를 사용하여 샘플 또는 기준 내의 물질의 실제 흡광도를 결정할 수 있거나 이러한 정보를 사용하여 제로 레벨을 설정할 수 있다.Figure 10 illustrates an exemplary plot of absorbance measurements used to determine the concentration and type of one or more substances in accordance with the examples of this disclosure. The absorbance measurement may comprise a plurality of cycles 1076. Each cycle 1076 may include one or more dark phases 1070 and one or more measurement phases 1072. Each dark phase 1070 may include one or more steps for measuring a zero level, noise floor, stray light leakage, or a combination thereof. For example, the light source of the system may be turned off or deactivated such that the emitted light is not incident on the sampling interface or reference. The detector can take measurements to determine the amount of dark current and stray light leakage. In some instances, such measurements may be used to determine the zero level. The detector may send such measurements to the controller, which may store the measurements and / or related information in memory. The controller may use this information to determine the actual absorbance of the sample or material within the reference, or may use this information to set the zero level.

측정 위상들(1072)은 다크 위상들(1070) 사이에 산재될 수 있다. 측정 위상들(1072)은 일 시간 동안 샘플의 흡광도 스펙트럼을 측정하는 것 및 다른 시간 동안 기준의 흡광도 스펙트럼을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 임의의 광학 속성(예를 들어, 반사율, 굴절률, 밀도, 농도, 산란 계수 및 산란 이방성)이 흡광도 대신에 또는 흡광도에 추가로 측정될 수 있다. 제어기는 샘플의 흡광도 스펙트럼을 기준의 흡광도 스펙트럼으로 나누거나, 감산하거나 스케일링할 수 있다. 일부 예들에서, 제어기는 샘플 내의 물질의 농도를 결정하기 위해, 기준 흡광도를 LUT 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 흡광도 값들과 비교할 수 있다. 측정은 복수의 샘플 포인트들(1074)을 생성하기 위해 각각의 측정 위상(1072) 내에서 다수회 반복될 수 있고, 샘플 포인트들(1074)의 평균이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기는 평균 신호 값을 결정하는 경우 다수의 사이클들(1076)로부터 샘플 포인트들(1074)을 컴파일할 수 있다. 일부 예들에서, 적어도 하나의 측정 위상(1072)의 지속기간은 미리 결정된 또는 고정된 수의 샘플 포인트들(1074)에 기초할 수 있다. 일부 예들에서, 적어도 하나의 측정 위상(1072) 내의 샘플 포인트들(1074)의 수는 10 미만일 수 있다. 일부 예들에서, 적어도 하나의 측정 위상(1072) 내의 샘플 포인트들(1074)의 수는 100 미만일 수 있다. 일부 예들에서, 적어도 하나의 측정 위상(1072)의 지속기간은 기준의 안정성(예를 들어, 10% 초과만큼 드리프팅하기 전의 시간)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 기준이 60초 동안 화학적으로 안정되게 유지되면, 측정 위상(1072)의 지속기간은 또한 60초일 수 있다. 일부 예들에서, 측정 위상(1072)의 지속기간은 공유된 컴포넌트들(예를 들어, 광원 및 검출기)의 안정성에 기초할 수 있다. 측정 위상(1072)이 완료되면, 제어기는 다음 사이클(1076)로 진행할 수 있다.The measurement phases 1072 may be interspersed between the dark phases 1070. Measured phases 1072 may include measuring the absorbance spectrum of the sample for one hour and measuring the absorbance spectrum of the reference for another time. In some instances, any optical properties (e.g., reflectivity, refractive index, density, concentration, scattering coefficient and scattering anisotropy) can be measured instead of or in addition to the absorbance. The controller can divide or subtract or scale the absorbance spectrum of the sample by the absorbance spectrum of the reference. In some instances, the controller may compare the reference absorbance to one or more absorbance values stored in the LUT or memory to determine the concentration of the material in the sample. The measurement may be repeated many times within each measurement phase 1072 to produce a plurality of sample points 1074, and an average of sample points 1074 may be used. In some instances, the controller may compile sample points 1074 from multiple cycles 1076 when determining an average signal value. In some examples, the duration of at least one measurement phase 1072 may be based on a predetermined or fixed number of sample points 1074. [ In some examples, the number of sample points 1074 in at least one measurement phase 1072 may be less than ten. In some examples, the number of sample points 1074 in at least one measurement phase 1072 may be less than 100. [ In some instances, the duration of at least one measurement phase 1072 may be based on the stability of the reference (e.g., the time before drifting by more than 10%). For example, if the reference remains chemically stable for 60 seconds, the duration of measurement phase 1072 may also be 60 seconds. In some instances, the duration of measurement phase 1072 may be based on the stability of shared components (e.g., light source and detector). Once the measurement phase 1072 is complete, the controller may proceed to the next cycle 1076.

더 빈번하게 교정함으로써, 제로 드리프트 및 이득 드리프트 둘 모두가 모두 고려될 수 있다. 추가적으로, 도 5에 도시된 절차와 달리, 드리프트는 모든 사이클마다(또는 사이클들의 다수의 수 이후) 정정될 수 있고, 이는 제로 레벨로부터의 임의의 상당한 편차를 방지할 수 있다. 또한, 임의의 변동들 및/또는 변경들은 신호가 편향을 시작하기 전에, 그 동안에 또는 그 직후에 보상될 수 있다. 수십 또는 수백개의 샘플 포인트들(1074)이 측정된 후 대신에, 변동들, 드리프트 및/또는 변경들을 보상하고 제로 레벨을 초기에 다시 제로화함으로써, 평균화된 신호 값의 정확도가 개선될 수 있다. 일부 예들에서, 측정 위상(1072) 동안 취해진 샘플 포인트들(1074)의 수는 측정 위상(572)(도 5에 도시됨) 동안 취해진 샘플 포인트들(574)의 수보다 적을 수 있다. 일부 예들에서, 측정 위상(1072)은 측정 위상(572)보다 짧을 수 있다.By more frequently correcting, both zero drift and gain drift can be considered. Additionally, unlike the procedure shown in FIG. 5, the drift can be corrected every cycle (or after a multiple number of cycles), which can prevent any significant deviation from the zero level. In addition, any variations and / or changes may be compensated before, during, or immediately after the signal begins to deflect. The accuracy of the averaged signal value can be improved by compensating for variations, drifts, and / or changes and zeroing back the zero level initially instead of after tens or hundreds of sample points 1074 have been measured. In some instances, the number of sample points 1074 taken during measurement phase 1072 may be less than the number of sample points 574 taken during measurement phase 572 (shown in FIG. 5). In some instances, the measured phase 1072 may be shorter than the measured phase 572.

일부 예들에서, 각각의 사이클은 3개의 측정 "측정 상태들"을 포함할 수 있다. 도 11은 본 개시내용의 예들에 따른 동일한 측정 시간 분포를 갖는 3개의 측정 상태들을 포함하는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다. 흡광도 측정들은 복수의 사이클들(1176)을 포함할 수 있다. 각각의 사이클(1176)은 3개의 측정 상태들, 즉, 샘플 측정 상태(1182), 기준 측정 상태(1184) 및 다크 측정 상태(1186)를 포함할 수 있다. 샘플 측정 상태(1182)는 샘플(예를 들어, 도 6에 도시된 샘플(620) 또는 도 8에 도시된 샘플(820))의 흡광도(또는 임의의 다른 광학 속성)를 측정하도록 구성될 수 있다. 기준 측정 상태(1184)는 기준(예를 들어, 도 6에 도시된 필터(608) 또는 도 8에 도시된 기준(822))의 흡광도(또는 임의의 다른 광학 속성)를 측정하도록 구성될 수 있다. 다크 측정 상태(1186)는 다크 전류, 미광 누설 및/또는 잡음을 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 다크 측정 상태(1186) 동안 시간 분포를 프로세싱, 평가 및/또는 할당하도록 구성될 수 있다. 시스템은 샘플 측정 상태(1182), 기준 측정 상태(1184) 및 다크 측정 상태(1186)를 반복하도록 구성될 수 있고, 여기서 측정 상태들 중 어느 것도 시간상 공유되지 않는다. 측정 상태들은 시간 지속기간 t로 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 측정 상태의 시간 지속기간 t는 동일할 수 있다. 통상의 기술자는 동일한 시간 지속기간이 15% 편차를 야기하는 허용오차들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 방식으로, 샘플 측정 상태(1182)에 할당된 시간은 사이클(1176)에 대한 시간의 33%(또는 1/3)일 수 있다. 유사하게, 기준 측정 상태(1184) 및 다크 측정 상태(1186)에 할당된 시간 각각은 사이클(1176)에 대한 시간의 33%(또는 1/3)일 수 있다.In some instances, each cycle may include three measurement "measurement states ". Figure 11 shows an exemplary plot of absorbance measurements involving three measurement states with the same measurement time distribution in accordance with the examples of this disclosure. Absorbance measurements may include a plurality of cycles 1176. [ Each cycle 1176 may include three measurement states: a sample measurement state 1182, a reference measurement state 1184, and a dark measurement state 1186. The sample measurement state 1182 can be configured to measure the absorbance (or any other optical property) of a sample (e.g., sample 620 shown in Figure 6 or sample 820 shown in Figure 8) . The reference measurement state 1184 can be configured to measure the absorbance (or any other optical property) of the reference (e.g., filter 608 shown in FIG. 6 or reference 822 shown in FIG. 8) . Dark measurement state 1186 may be configured to measure dark current, stray light leakage, and / or noise. In some instances, the system may be configured to process, evaluate, and / or allocate a time distribution during the dark measurement state 1186. The system may be configured to repeat the sample measurement state 1182, the reference measurement state 1184, and the dark measurement state 1186, where none of the measurement states are shared in time. The measurement states can consist of a time duration t. In some instances, the time duration t of each measurement state may be the same. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the same time duration may include tolerances that cause a 15% deviation. In this manner, the time allocated to sample measurement state 1182 may be 33% (or 1/3) of the time for cycle 1176. Similarly, each of the times assigned to the reference measurement state 1184 and the dark measurement state 1186 may be 33% (or 1/3) of the time for the cycle 1176.

사이클 시간은 3개의 측정 상태들 각각에 동등하게 분포될 수 있지만, 하나의 측정 상태(또는 측정 유형)에 대한 신호 값, 잡음 레벨들 및 SNR은 동일한 사이클의 다른 측정 상태와 상이할 수 있다. 따라서 3개의 측정 상태들의 측정 시간 분포는 하나의 측정 상태에 대해 최적일 수 있지만, 사이클의 다른 측정 상태들에 대해서는 최적이 아닐 수 있다. 추가적으로, 신호 값, 잡음 레벨들 및 SNR은 파장, 주위 환경 및/또는 샘플 내의 물질의 측정 위치에 따라 상이할 수 있다. 그 결과, 최적의 측정 시간 분포는 상이한 파장들 및 샘플 내의 상이한 위치들에 대해 상이할 수 있다. 추가적으로, 동일한 측정 시간 분포들을 갖는 3개의 측정 상태들을 포함하도록 측정들을 구성하는 것은, 중요하지 않은 정보, 잘못된 측정 데이터, 낮은 SNR, 또는 이들의 조합으로 긴 측정 시간들을 초래할 수 있다.The cycle time may be equally distributed in each of the three measurement states, but the signal value, noise levels and SNR for one measurement state (or measurement type) may be different from other measurement states in the same cycle. Thus, the measurement time distribution of the three measurement states may be optimal for one measurement state, but may not be optimal for the other measurement states of the cycle. Additionally, the signal values, noise levels, and SNR may vary depending on the wavelength, ambient environment, and / or measurement location of the material in the sample. As a result, the optimal measurement time distribution may be different for different wavelengths and for different positions in the sample. Additionally, configuring the measurements to include three measurement states with the same measurement time distributions may result in long measurement times with non-critical information, erroneous measurement data, low SNR, or a combination thereof.

도 12는 본 개시내용의 예들에 따른 동일하지 않은 측정 시간 분포를 갖는 3개의 측정 상태들을 포함하는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다. 흡광도 측정들은 사이클(1276), 사이클(1277) 및 사이클(1278)과 같은 복수의 사이클들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 사이클(1276)은 사이클(1277)과 동일한 시간 지속기간 t4로 구성될 수 있다. 각각의 사이클은 3개의 측정 상태들, 즉, 샘플 측정 상태(1282), 기준 측정 상태(1284) 및 다크 측정 상태(1286)를 포함할 수 있다. 샘플 측정 상태(1282)는 시간 t1 동안 샘플의 흡광도를 측정하도록 구성될 수 있고, 기준 측정 상태(1284)는 시간 t2 동안 기준의 흡광도를 측정하도록 구성될 수 있고, 다크 측정 상태(1286)는 시간 t3 동안 잡음(예를 들어, 다크 전류 및 미광)의 흡광도를 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 샘플 신호는 사이클(1276)에 도시된 바와 같이 약할 수 있거나 낮은 강도(예를 들어, 기준 신호의 강도의 20% 미만)를 가질 수 있다. 시스템은 사이클(1276)의 샘플 측정 상태(1282)에 대한 시간을 다른 측정 상태들에 대한 시간보다 더 크게 할당할 수 있다 예를 들어, 샘플 신호의 강도는 기준 신호의 강도의 4.3%일 수 있고, 시간 t4는 각각 65%, 30% 및 5%를 포함하는 시간들 t1, t2 및 t3으로 분포될 수 있다. 일부 예들에서, 시간 t1은 사이클(1276)에 대한 시간의 50% 이상일 수 있다.Figure 12 shows an exemplary plot of absorbance measurements involving three measurement states with unequal measurement time distributions in accordance with the examples of this disclosure. Absorbance measurements may include a plurality of cycles, such as cycle 1276, cycle 1277, and cycle 1278. In some instances, cycle 1276 may be configured with the same time duration t 4 as cycle 1277. Each cycle may include three measurement states: a sample measurement state 1282, a reference measurement state 1284, and a dark measurement state 1286. The sample measurement state 1282 may be configured to measure the absorbance of the sample during time t 1 and the reference measurement state 1284 may be configured to measure the absorbance of the reference during time t 2 and the dark measurement state 1286, It may be configured to measure the absorbance of the noise (e.g., stray light, and dark current) for the time t 3. In some instances, the sample signal may be weak or may have low intensity (e.g., less than 20% of the intensity of the reference signal), as shown in cycle 1276. The system may allocate the time for the sample measurement state 1282 of the cycle 1276 to be greater than the time for other measurement states. For example, the intensity of the sample signal may be 4.3% of the intensity of the reference signal and time t 4 can be distributed in time of t 1, t 2 and t 3 containing 65%, 30% and 5%, respectively. In some instances, time t 1 may be 50% or more of the time for cycle 1276.

일부 예들에서, 샘플 신호는 사이클(1277)에 도시된 바와 같이 기준 신호에 비해 강할 수 있거나 높은 강도를 가질 수 있다. 샘플 측정 상태(1282)는 시간 t11로 구성될 수 있고, 기준 측정 상태(1284)는 시간 t12로 구성될 수 있고, 다크 측정 상태(1286)는 시간 t13으로 구성될 수 있다. 시스템은 사이클(1277)의 기준 측정 상태(1284)에 대한 시간을 다른 측정 상태들에 대한 시간보다 더 크게 할당할 수 있다 예를 들어, 샘플 신호의 강도는 기준 신호의 강도의 85%일 수 있고, 시간 t4는 각각 20%, 60% 및 5%를 포함하는 시간들 t11, t12 및 t13으로 분포될 수 있다. 일부 예들에서, 시간 t12는 사이클(1277)에 대한 시간의 50% 이상일 수 있다.In some instances, the sample signal may be stronger or stronger than the reference signal, as shown in cycle 1277. The sample measurement state 1282 may be composed of time t 11 , the reference measurement state 1284 may be composed of time t 12 , and the dark measurement state 1286 may be composed of time t 13 . The system may allocate the time for the reference measurement state 1284 of the cycle 1277 to be greater than the time for other measurement states. For example, the intensity of the sample signal may be 85% of the intensity of the reference signal , And time t 4 may be distributed as times t 11 , t 12, and t 13 , including 20%, 60%, and 5%, respectively. In some instances, time t 12 may be at least 50% of the time for cycle 1277.

도면에 도시된 바와 같이, 사이클당 측정 시간은 신호 값들 및 잡음 레벨들에 기초하여 분포될 수 있고, 이러한 분포는 동적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 잡음 레벨들이 낮으면, 시스템은 다크 측정 상태에서 더 적은 시간을 소요하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 사이클 시간은 상이할 수 있고/있거나 동적으로 변화될 수 있다. 일부 예들에서, 측정 시간 분포는 동작 파장에 기초할 수 있다. 예를 들어, 동작 파장들은 (예를 들어, 관심있는 물질에 의한 더 낮은 확률의 흡광도로 인해) 더 낮은 중요도의 하나 이상의 파장들을 포함할 수 있고, 따라서 시스템은 더 낮은 중요도의 하나 이상의 파장들을 측정하는데 더 적은 시간을 소요하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 측정 시간은 감소될 수 있고, 중요하지 않은 정보를 갖는 긴 측정 시간들이 회피될 수 있고, 측정 정확도가 개선될 수 있다.As shown in the figure, the measurement time per cycle can be distributed based on the signal values and the noise levels, and this distribution can be changed dynamically. For example, if the noise levels are low, the system can be configured to take less time in the dark measurement state. In some instances, each cycle time may be different and / or may be dynamically changed. In some instances, the measurement time distribution may be based on the operating wavelength. For example, the operating wavelengths may include one or more wavelengths of lower importance (e.g., due to a lower probability of absorbance by the material of interest), and thus the system may measure one or more wavelengths of lower importance It can be configured to take less time. In this way, the total measurement time can be reduced, long measurement times with non-critical information can be avoided, and the measurement accuracy can be improved.

일부 예들에서, 측정 시간 분포는 미리 결정된 또는 타겟팅된 SNR에 기초할 수 있다. 예를 들어, 신호 값들이 약하면, 시스템은 샘플 측정 상태 또는 기준 측정 상태에서 더 많은 시간을 소요하도록 구성될 수 있어서, 정확한 신호 값이 측정될 수 있고 중요하지 않은 측정 정보가 회피될 수 있다. 일부 예들에서, 잡음을 측정하는데 소요되는 시간은 SNR에 기초하여 동적으로 변화될 수 있고, 남은 시간은, 남은 시간의 절반이 샘플을 측정하는데 소요되고 남은 시간의 다른 절반이 기준을 측정하는데 소요되도록 분포될 수 있다.In some instances, the measurement time distribution may be based on a predetermined or targeted SNR. For example, if the signal values are weak, the system can be configured to take more time in the sample measurement state or the reference measurement state, so that accurate signal values can be measured and non-critical measurement information can be avoided. In some instances, the time taken to measure the noise can be dynamically changed based on the SNR, and the remaining time is such that half of the remaining time is spent measuring the sample and the other half of the time remaining is used to measure the reference Can be distributed.

일부 예들에서, 측정 시간 분포는 샘플 또는 연관된 검출기 픽셀에서 측정된 위치에 기초할 수 있다. 각각의 검출기 픽셀은 샘플 내의 위치 또는 대응하는 광학 경로와 연관될 수 있다. 일부 예들에서, 상이한 광학 경로들은 샘플 내의 상이한 위치들 상에 입사될 수 있다. 일부 예들에서, 검출기 픽셀들의 샘플 신호 값은 상이할 수 있다. 상이한 샘플 신호 값들은 임의의 수의 소스들, 예를 들어, 샘플 내의 일 위치에서 다른 것으로부터 상이한 흡광도, 시스템 컴포넌트들(예를 들어, 광원, 도파관들, 변조기들, 광학 장치, 검출기들)로부터의 드리프트, 동작 조건들에서의 변화들(예를 들어, 컴포넌트들의 동작 온도 또는 환경적 변화들)에 기인할 수 있다. 따라서, 시스템은 상이한 측정 시간 분포 값들을 갖는 적어도 2개의 검출기 픽셀들로 구성될 수 있다.In some instances, the measurement time distribution may be based on the position measured at the sample or associated detector pixel. Each detector pixel may be associated with a location in the sample or a corresponding optical path. In some instances, different optical paths may be incident on different locations within the sample. In some instances, the sample signal values of the detector pixels may be different. The different sample signal values may be obtained from any number of sources, e.g., from different positions in the sample, from different ones, from system components (e.g., light sources, waveguides, modulators, optics, detectors) (E.g., operating temperature or environmental changes in components) in the operating conditions. Thus, the system can be composed of at least two detector pixels having different measurement time distribution values.

최적의 측정 시간 분포는 신호 값들, 잡음 레벨들, 파장 및 샘플 내의 측정 위치에 따라 변할 수 있기 때문에, 시스템은 실제 측정 시간 분포를 동적으로 변화시키도록 구성될 수 있고, 이는 개선된 SNR로 측정 정확도를 손상시키지 않고 감소된 전반적 측정 시간을 도출할 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 실제 측정 시간 분포 값들, 및 동작 파장과 검출기 픽셀에 대한 연관성들을 포함할 수 있는 LUT를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, LUT는 교정-위상 측정들에 기초하여 구성이 선택될 수 있는 다양한 구성들을 저장할 수 있다. 시스템은 측정에 대한 동작 조건들 및/또는 시스템의 애플리케이션에 기초하여 최적화 및 튜닝될 수 있다.The system can be configured to dynamically change the actual measurement time distribution because the optimal measurement time distribution can vary depending on the signal values, noise levels, wavelength and measurement location in the sample, It is possible to derive a reduced overall measurement time without compromising accuracy. In some instances, the system may include a LUT that may include actual measurement time distribution values and associations to the operating wavelength and detector pixels. In some instances, the LUT may store various configurations in which the configuration may be selected based on the calibration-phase measurements. The system may be optimized and tuned based on operating conditions for the measurements and / or the application of the system.

도 13은 본 개시내용의 예들에 따라 측정 시간 분포를 동적으로 변화시키기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 프로세스(1300)는 주어진 파장에서 검출기 픽셀에 대한 신호 값, 잡음 레벨들 또는 둘 모두를 측정하는 단계를 포함할 수 있다(단계(1302)). 일부 예들에서, 측정은 사전 결정된 시간 동안 수행되는 대략적 측정일 수 있다. 측정은 시스템에 포함된 다른 검출기 픽셀들에 대해 반복될 수 있다(단계(1304) 및 단계(1306)). 측정된 신호 값 및 잡음 레벨들에 기초하여, 시스템에 포함된 제어기 또는 프로세서는 LUT를 사용하여 복수의 측정 상태들 각각에 대한 시간 및 퍼센티지들을 결정할 수 있다(단계(1308)). 일부 예들에서, LUT는 타겟팅 또는 미리 결정된 SNR을 포함할 수 있고, 이는 측정 상태들에 대한 시간들 및 퍼센티지들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 결정된 시간들 및 퍼센티지들을 사용하면, 시스템은 측정 시간 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다(단계(1310)). 일부 예들에서, 시스템은 전체 측정 시간, 측정 정확도 및 실제 SNR에 관한 피드백을 제공하는 로직을 포함할 수 있고, 타겟팅된 값들로부터의 임의의 편차에 기초하여 시스템은 LUT를 재기록하거나 업데이트할 수 있다. 측정은 관심있는 다른 파장들에 대해 반복될 수 있다(단계(1312) 및 단계(1314)). 관심있는 모든 검출기 픽셀들 및 관심있는 파장들이 측정되는 경우, 시스템은 측정들을 반복할 수 있다(단계(1316)).Figure 13 illustrates an exemplary process flow for dynamically varying the measurement time distribution in accordance with the examples of this disclosure. Process 1300 can include measuring signal values, noise levels, or both, for a detector pixel at a given wavelength (step 1302). In some instances, the measurement may be a coarse measurement performed for a predetermined time. The measurements may be repeated for other detector pixels included in the system (step 1304 and step 1306). Based on the measured signal values and noise levels, the controller or processor included in the system may use the LUT to determine the time and percentages for each of the plurality of measurement states (step 1308). In some instances, the LUT may include targeting or a predetermined SNR, which may be used to determine times and percentages for measurement states. Using the determined times and percentages, the system can dynamically change the measurement time distribution (step 1310). In some instances, the system may include logic that provides feedback regarding the overall measurement time, measurement accuracy, and actual SNR, and the system may rewrite or update the LUT based on any deviation from the targeted values. The measurements may be repeated for other wavelengths of interest (steps 1312 and 1314). If all detector pixels of interest and wavelengths of interest are measured, the system may repeat the measurements (step 1316).

일부 예들에서, 상이한 측정 상태들이 동시에 측정될 수 있다. 도 14는 본 개시내용의 예들에 따라 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하고 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 예시적인 시스템의 일부를 도시한다. 시스템(1400)은 시스템(100)(도 1에 도시됨), 시스템(300)(도 3에 도시됨), 시스템(600)(도 6에 도시됨) 및 시스템(800)(도 8에 도시됨)의 맥락에서 앞서 논의된 바와 같은 속성들 중 하나 이상을 갖는 몇몇 컴포넌트들, 예를 들어, 광원(1402), 제어기(1440), 필터(1406), 필터(1407), 빔스플리터(1410), 거울(1412), 초퍼(1434), 초퍼(1436), 광학 장치(1416), 광학 장치(1417) 및 광학 장치(1418)를 포함할 수 있다. 시스템(1400)은 복수의 검출기들, 예를 들어, 검출기(1430), 검출기(1431) 및 검출기(1432)를 더 포함할 수 있다. 검출기(1430)는 기준 측정 상태(예를 들어, 기준 측정 상태(1184) 또는 기준 측정 상태(1284)) 동안 기준 신호를 측정하도록 구성될 수 있고, 기준(1422)을 통해 광(1466)의 속성들을 표시하는 신호(1468)를 생성할 수 있다. 검출기(1431)는 다크 측정 상태(예를 들어, 다크 측정 상태(1186) 또는 다크 측정 상태(1286)) 동안 잡음(예를 들어, 다크 전류)를 측정하도록 구성될 수 있고, 다크 전류(1476)의 속성들을 표시하는 신호(1478)를 생성할 수 있다. 검출기(1432)는 샘플 측정 상태(예를 들어, 샘플 측정 상태(1182) 또는 샘플 측정 상태(1282)) 동안 샘플 신호를 측정하도록 구성될 수 있고, 샘플(1420)을 통해 광(1456)의 속성들을 표시하는 신호(1458)를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 검출기들은 샘플 신호, 기준 신호 및 잡음 신호를 동시에 측정하기 위해 사용될 수 있다. 일 사이클 동안, 시스템은 복수의 기준 측정 값들을 생성할 수 있고, 적어도 하나의 검출기 픽셀은 신호(예를 들어, 샘플 신호, 기준 신호 또는 잡음 신호)를 항상 측정하고 있을 수 있다.In some instances, different measurement states can be measured simultaneously. Figure 14 illustrates a portion of an exemplary system capable of measuring the concentration and type of one or more materials in a sample and measuring different measurement states simultaneously in accordance with the examples of this disclosure. The system 1400 includes a system 100 (shown in FIG. 1), a system 300 (shown in FIG. 3), a system 600 (shown in FIG. 6), and a system 800 Such as a light source 1402, a controller 1440, a filter 1406, a filter 1407, a beam splitter 1410, and a plurality of components having one or more of the attributes discussed above in the context of the present invention. A mirror 1412, a chopper 1434, a chopper 1436, an optical device 1416, an optical device 1417 and an optical device 1418. The system 1400 may further include a plurality of detectors, e.g., a detector 1430, a detector 1431, and a detector 1432. The detector 1430 may be configured to measure a reference signal during a reference measurement state (e.g., a reference measurement state 1184 or a reference measurement state 1284) Lt; RTI ID = 0.0 > 1468 < / RTI > Detector 1431 may be configured to measure noise (e.g., dark current) during a dark measurement state (e.g., dark measurement state 1186 or dark measurement state 1286) Lt; RTI ID = 0.0 > 1478 < / RTI > The detector 1432 may be configured to measure the sample signal during a sample measurement state (e.g., a sample measurement state 1182 or a sample measurement state 1282), and the properties of the light 1456 through the sample 1420 Lt; RTI ID = 0.0 > 1458 < / RTI > In this way, a plurality of detectors can be used to simultaneously measure the sample signal, the reference signal, and the noise signal. During one cycle, the system may generate a plurality of reference measurements, and at least one detector pixel may be always measuring a signal (e.g., a sample signal, a reference signal, or a noise signal).

도 15는 본 개시내용의 예들에 따라 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 시스템에 대한 측정 상태들의 예시적인 플롯을 도시한다. 시스템은 3개의 검출기들, 즉, 검출기 1, 검출기 2 및 검출기 3을 포함할 수 있고, 3개의 측정 상태들, 즉, 샘플 측정 상태(1582), 기준 측정 상태(1584) 및 다크 측정 상태(1586)로 구성될 수 있다. 시간 t1 동안, 검출기 1은 다크 측정 상태(1586)에서 잡음 신호를 측정하도록 구성될 수 있다. 동일한 시간에, 검출기 2는 기준 측정 상태(1584)에서 기준 신호를 측정하도록 구성될 수 있고, 검출기 3은 샘플 측정 상태(1582)에서 샘플 신호를 측정하도록 구성될 수 있다. 다른 시간 t2에서, 각각의 검출기에 대한 측정 상태들은 변할 수 있다. 검출기 1은 샘플 측정 상태(1582)에서 샘플 신호를 측정하도록 구성될 수 있고, 검출기 2는 다크 측정 상태(1586)에서 잡음 신호를 측정하도록 구성될 수 있고, 검출기 3은 기준 측정 상태(1584)에서 기준 신호를 측정하도록 구성될 수 있다. 도면들에 도시된 바와 같이, 각각의 검출기(예를 들어, 검출기 1, 검출기 2 및 검출기 3)는 항상 3개의 신호들 값 중 하나를 측정할 수 있다. 즉, 측정 상태들은 상이한 검출기들에 걸쳐 동시에 그리고 각각의 검출기에서 연속적으로 측정될 수 있다. 일부 예들에서, 시스템은 광을 상이한 검출기들에 지향 또는 재지향시키도록 구성된 튜닝가능한 거울을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 튜닝가능한 거울은 복수의 데이터 광 프로세싱(DLP) 거울들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 광은 하나 이상의 빔스플리터들을 사용하여 재지향될 수 있다.Figure 15 illustrates an exemplary plot of measurement states for a system that can measure different measurement states simultaneously according to the examples of this disclosure. The system can include three detectors, i.e., detector 1, detector 2 and detector 3, and includes three measurement states: a sample measurement state 1582, a reference measurement state 1584 and a dark measurement state 1586 ). During time t 1 , detector 1 may be configured to measure the noise signal in the dark measurement state 1586. At the same time, detector 2 may be configured to measure a reference signal in a reference measurement state 1584 and detector 3 may be configured to measure a sample signal in a sample measurement state 1582. In other time t 2, the measurement conditions for each of the detectors may be varied. Detector 1 may be configured to measure a sample signal in a sample measurement state 1582 and detector 2 may be configured to measure a noise signal in a dark measurement state 1586 and detector 3 may be configured to measure a noise signal in a reference measurement state 1584 May be configured to measure a reference signal. As shown in the figures, each detector (e.g., detector 1, detector 2, and detector 3) can always measure one of three signals values. That is, the measurement states can be measured simultaneously over different detectors and continuously at each detector. In some instances, the system may include a tunable mirror configured to direct or redirect light to different detectors. In some examples, the tunable mirror may comprise a plurality of data light processing (DLP) mirrors. In some instances, light may be redirected using one or more beam splitters.

일부 예들에서, 시스템은 복수의 마이크로전자기계 시스템들(MEMS) 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 16은 본 개시내용의 예들에 따라 복수의 MEMS 컴포넌트들을 포함하고 상이한 측정 상태들을 동시에 측정할 수 있는 예시적인 시스템의 일부의 단면도를 도시한다. 시스템(1600)은 검출기 어레이(1630)에 포함된 복수의 검출기 픽셀들, 예를 들어, 검출기 픽셀(1633) 및 검출기 픽셀(1635) 및 복수의 MEMS 컴포넌트들, 예를 들어, MEMS 컴포넌트(1623) 및 MEMS 컴포넌트(1625)를 포함할 수 있다. 각각의 검출기 픽셀은 MEMS 컴포넌트에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 검출기 픽셀(1633)은 MEMS 컴포넌트(1623)에 커플링될 수 있고, 검출기 픽셀(1635)은 MEMS 컴포넌트(1625)에 커플링될 수 있다. 광(1656)은 샘플로부터 반사된 광일 수 있고, MEMS 컴포넌트(1623)는 광(1656)이 검출기 픽셀(1633) 상에 입사하도록 각을 이루거나 배향될 수 있다. 추가적으로, 기준으로부터 반사될 수 있는 광(1666)은 MEMS 컴포넌트(1623)에 의해 차단될 수 있다. MEMS 컴포넌트(1625)는 광(1666)이 검출기 픽셀(1637) 상에 입사하고 광(1656)(즉, 샘플로부터 반사된 광)이 차단되어 검출기 픽셀(1635)에 도달하는 것이 방지될 수 있도록 각을 이루거나 배향될 수 있다. 일부 예들에서, MEMS 컴포넌트는 상이한 시간들 동안 배향들을 변화시켜서, 일 시간에 샘플로부터의 광을 측정하고, 그 다음 다른 시간에 기준으로부터의 광을 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기 어레이(1630) 내의 하나 이상의 인접한 검출기 픽셀들 또는 검출기 픽셀들의 인접한 세트들은 상이한 배향들을 갖는 MEMS 컴포넌트들을 가질 수 있다.In some instances, the system may comprise a plurality of microelectromechanical systems (MEMS) components. 16 illustrates a cross-sectional view of a portion of an exemplary system that includes a plurality of MEMS components and can measure different measurement states simultaneously according to examples of the present disclosure. System 1600 includes a plurality of detector pixels, e.g., detector pixel 1633 and detector pixel 1635, and a plurality of MEMS components, e.g., MEMS component 1623, included in detector array 1630. [ And a MEMS component 1625. Each detector pixel may be coupled to a MEMS component. For example, a detector pixel 1633 may be coupled to a MEMS component 1623, and a detector pixel 1635 may be coupled to a MEMS component 1625. Light 1656 may be light reflected from the sample and MEMS component 1623 may be angled or oriented such that light 1656 is incident on detector pixel 1633. Additionally, light 1666, which may be reflected from the reference, may be blocked by the MEMS component 1623. The MEMS component 1625 is positioned such that the light 1666 is incident on the detector pixel 1637 and the light 1656 (i.e., the light reflected from the sample) is blocked to prevent it from reaching the detector pixel 1635 ≪ / RTI > In some instances, a MEMS component can vary orientations for different times, measuring light from a sample at one time, and then measuring light from a reference at another time. In some instances, one or more adjacent detector pixels in the detector array 1630 or adjacent sets of detector pixels may have MEMS components with different orientations.

일부 예들에서, 잡음 레벨들은 시간상 상관해제될 수 있는 변동들을 초래할 수 있다. 도 17은 본 개시내용의 예들에 따른 잡음 변동들을 갖는 흡광도 측정들의 예시적인 플롯을 도시한다. 측정은 복수의 샘플 포인트들, 예를 들어, 샘플 포인트(1774) 및 샘플 포인트(1775)를 포함할 수 있다. 샘플 포인트(1774)는 샘플 측정 상태(1782)에 포함될 수 있고, 샘플 포인트(1775)는 기준 측정 상태(1784)에 포함될 수 있다. 샘플 포인트(1774)에 포함된 잡음은 샘플 포인트(1775)에 포함된 잡음과 상이할 수 있고, 이는 샘플 신호 및 기준 신호에서 시간 상관해제된 잡음을 초래할 수 있다. 샘플 신호 및 기준 신호의 상관해제된 잡음은 잘못된 측정들을 초래할 수 있다.In some instances, noise levels may result in variations that can be correlated in time. Figure 17 shows an exemplary plot of absorbance measurements with noise variations in accordance with the examples of this disclosure. The measurement may include a plurality of sample points, e.g., a sample point 1774 and a sample point 1775. Sample point 1774 may be included in sample measurement state 1782 and sample point 1775 may be included in reference measurement state 1784. [ The noise contained in the sample point 1774 may be different from the noise contained in the sample point 1775, which may result in time correlated noise in the sample signal and the reference signal. The correlated noise of the sample and reference signals can lead to erroneous measurements.

샘플 신호 및 기준 신호 둘 모두에 공통인 잡음은 공통 모드 잡음으로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 공통 모드 잡음은 시스템에 포함된 광원들 뿐만 아니라 광원들로부터 방출된 광 빔을 라우팅, 감쇠 및/또는 형상화하기 위해 사용될 수 있는 시스템의 다른 컴포넌트들로부터 기인할 수 있다. 광원들은 다수의 유형들의 잡음, 예를 들어, 장기 드리프트 및 단기 잡음을 포함할 수 있다. 더 앞서 언급된 상관해제된 잡음은 고주파수 잡음일 수 있는 단기 잡음일 수 있다.Noise common to both the sample signal and the reference signal may be referred to as common mode noise. In some instances, the common mode noise may result from the light sources included in the system, as well as from other components of the system that may be used to route, attenuate, and / or shape the light beam emitted from the light sources. The light sources may include multiple types of noise, e.g., long-term drift and short-term noise. The correlated canceled noise mentioned earlier may be a short term noise which may be high frequency noise.

도 18은 예시적인 시스템을 도시하고, 도 19는 본 개시내용의 예들에 따른 고주파수 검출기를 포함하는 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 측정하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시한다. 시스템(1800)은 시스템(100)(도 1에 도시됨), 시스템(300)(도 3에 도시됨), 시스템(600)(도 5에 도시됨), 시스템(800)(도 8에 도시됨) 및 시스템(1400)(도 14에 도시됨)의 맥락에서 앞서 논의된 속성들 중 하나 이상을 갖는 몇몇 컴포넌트들, 예를 들어, 광원(1802), 제어기(1840), 필터(1806), 빔스플리터(1810), 거울(1812), 초퍼(1834), 초퍼(1836), 광학 장치(1816), 광학 장치(1818), 검출기(1830) 및 검출기(1832)를 포함할 수 있다. 시스템(1800)은 빔스플리터(1811) 및 검출기(1833)를 더 포함할 수 있다. 빔스플리터(1811)는 입사 광을 다수의 광 빔들로 분리하도록 구성되는 광학 컴포넌트일 수 있다. 이러한 하드웨어 컴포넌트들 중 하나 이상은 본원에 설명된 측정 사이클들 및 상태들을 변화시키기 위해 제어기(1840)의 소프트웨어 제어 하에서 동작할 수 있다. 이러한 하드웨어 컴포넌트들 및 제어기 중 하나 이상은 본원에서 로직으로 지칭될 수 있다.Figure 18 illustrates an exemplary system, and Figure 19 illustrates an exemplary process flow for measuring the concentration and type of one or more materials in a sample comprising a high frequency detector in accordance with the examples of this disclosure. The system 1800 includes a system 100 (shown in FIG. 1), a system 300 (shown in FIG. 3), a system 600 (shown in FIG. 5), a system 800 For example, a light source 1802, a controller 1840, a filter 1806, and a light source 1806 having one or more of the attributes discussed above in the context of the system 1400 (shown in FIG. 14) A beam splitter 1810, a mirror 1812, a chopper 1834, a chopper 1836, an optical device 1816, an optical device 1818, a detector 1830 and a detector 1832. The system 1800 may further include a beam splitter 1811 and a detector 1833. The beam splitter 1811 may be an optical component configured to separate the incident light into a plurality of light beams. One or more of these hardware components may operate under software control of the controller 1840 to change the measurement cycles and states described herein. One or more of these hardware components and controllers may be referred to herein as logic.

광원(1802)은 필터(1806)를 향해 지향될 수 있고, 신호(1804)는 광원(1802)이 광(1850)을 방출하게 할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1902)). 광(1850)은 다수의 파장들을 포함할 수 있고, 필터(1806)를 통해 투과될 수 있고, 하나 이상의 이산적 파장들을 포함하는 광(1852)을 형성할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1904)). 광(1852)은 빔스플리터(1811)를 향해 지향될 수 있고, 빔스플리터(1811)는 광(1852)을 2개의 광 경로들, 즉, 광(1853) 및 광(1855)으로 분리할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1906)).Light source 1802 may be directed towards filter 1806 and signal 1804 may cause light source 1802 to emit light 1850 (step 1902 of process 1900). Light 1850 may comprise a plurality of wavelengths and may be transmitted through filter 1806 and form light 1852 that includes one or more discrete wavelengths (step 1900 of process 1904). Light 1852 may be directed toward beam splitter 1811 and beam splitter 1811 may split light 1852 into two light paths, i.e., light 1853 and light 1855 (Step 1906 of process 1900).

광(1853)은 빔스플리터(1810)를 향해 지향될 수 있고, 빔스플리터(1811)는 광(1853)을 2개의 광 빔들, 즉, 광(1854) 및 광(1864)으로 분리할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1908)). 광(1854)은 초퍼(1834) 및 광학 장치(1816)를 통해 투과될 수 있다. 광(1854)는 샘플(1820) 상에 입사될 수 있고, 샘플(1820) 내의 하나 이상의 물질들은 광(1854)의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 샘플(1820)을 통해 투과되거나 그로부터 반사되는 광은 광(1856)으로 지칭될 수 있다. 검출기(1832)는 광(1856)을 검출할 수 있고, 광(1856)의 속성들을 표시하는 신호(1858)를 생성할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1910)). 추가적으로, 광(1864)은 거울(1812)에 의해 지향 또는 재지향될 수 있고, 초퍼(1836) 및 광학 장치(1818)를 통해 투과될 수 있다. 광(1864)은 기준(1822) 상에 입사될 수 있고, 일부는 광(1866)으로서 기준(1822)을 통해 투과되거나 그로부터 반사될 수 있다. 검출기(1830)는 광(1866)을 검출할 수 있고, 광(1866)의 속성들을 표시하는 신호(1868)를 생성할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1912)). 일부 예들에서, 검출기(1830) 및 검출기(1832)는 기준 신호 및 샘플 신호를 동일한 시간에 또는 동시에 각각 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(1830) 및 검출기(1832)는 기준 신호 및 샘플 신호를 상이한 시간들에 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 시스템(1800)은 단일 검출기가 샘플 신호 및 기준 신호 둘 모두를 측정하도록 구성될 수 있다.Light 1853 can be directed toward beam splitter 1810 and beam splitter 1811 can split light 1853 into two light beams, i.e., light 1854 and light 1864 Step 1908 of process 1900). Light 1854 may be transmitted through chopper 1834 and optics 1816. Light 1854 may be incident on sample 1820 and one or more materials within sample 1820 may absorb at least a portion of light 1854. [ Light that is transmitted through or reflected from the sample 1820 may be referred to as light 1856. [ Detector 1832 can detect light 1856 and generate signal 1858 indicative of the properties of light 1856 (step 1910 of process 1900). In addition, light 1864 may be directed or redirected by mirror 1812 and transmitted through chopper 1836 and optics 1818. [ Light 1864 may be incident on reference 1822 and some may be transmitted through reference 1822 as light 1866 or may be reflected therefrom. Detector 1830 can detect light 1866 and generate signal 1868 indicative of the properties of light 1866 (step 1912 of process 1900). In some instances, the detector 1830 and the detector 1832 may measure the reference signal and the sample signal at the same time or simultaneously, respectively. In some instances, detector 1830 and detector 1832 may measure the reference signal and the sample signal at different times. In some instances, the system 1800 may be configured such that a single detector measures both the sample signal and the reference signal.

검출기(1833)는 광(1853)을 측정하도록 구성될 수 있고, 광(1855)의 속성들을 표시하는 신호(1888)를 생성할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1914)). 일부 예들에서, 검출기(1833)는 고주파수 잡음을 측정하기 위해 AC 커플링될 수 있는 고주파수 검출기일 수 있다. 제어기(1840)는 신호(1888)를 수신할 수 있고, 시간에서 신호들(예를 들어, 샘플 신호 및 기준 신호) 각각에 대한 공통 모드 잡음을 계산할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1916)). 계산된 공통 모드 잡음에 기초하여, 제어기(1840)는 신호들 각각에 대한 하나 이상의 정규화 팩터들을 생성할 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1918)). 일부 예들에서, 정규화 팩터들은 신호(1888)의 잡음 강도를 신호(1858) 및/또는 신호(1868)와 매칭시키는 것에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 예들에서, 신호(1888)의 잡음 강도를 신호(1858) 및/또는 신호(1868)와 매칭시키는 것은 신호들의 강도 값들에서의 차이들을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 샘플 신호 및 기준 신호는 정규화 팩터들 또는 스케일링 방식에 기초하여 정정 또는 스케일링될 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1920)). 일부 예들에서, 정규화 팩터들 또는 스케일링 방식은 표준 편차에 기초할 수 있다. 그 다음, 정정된 또는 스케일링된 신호들은 샘플 내의 하나 이상의 물질들의 농도 및 유형을 결정하기 위해 사용될 수 있다(프로세스(1900)의 단계(1922)).The detector 1833 may be configured to measure the light 1853 and generate a signal 1888 indicative of the properties of the light 1855 (step 1914 of process 1900). In some instances, the detector 1833 may be a high frequency detector that may be AC coupled to measure high frequency noise. Controller 1840 may receive signal 1888 and calculate common mode noise for each of the signals (e.g., sample signal and reference signal) in time (step 1916 of process 1900) ). Based on the calculated common mode noise, the controller 1840 may generate one or more normalization factors for each of the signals (step 1918 of process 1900). In some instances, the normalization factors may be generated based on matching the noise strength of the signal 1888 with the signal 1858 and / or the signal 1868. In some examples, matching the noise strength of the signal 1888 with the signal 1858 and / or the signal 1868 may include reducing differences in the intensity values of the signals. The sample and reference signals may be corrected or scaled based on the normalization factors or the scaling scheme (step 1920 of process 1900). In some instances, normalization factors or scaling schemes may be based on standard deviation. The corrected or scaled signals can then be used to determine the concentration and type of one or more materials in the sample (step 1922 of process 1900).

광(1852)에 포함된 고주파수 잡음을 검출기(1833)로 검출함으로써, 샘플 신호 잡음은 감소될 수 있고, SNR은 개선될 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(1833)는 검출기(1830), 검출기(1832) 또는 둘 모두와 상이한 이득으로 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 빔스플리터(1811)는 광(1853) 및 광(1855)이 상이한 강도들을 갖도록 광(1852)을 분리할 수 있다.By detecting the high frequency noise included in the light 1852 with the detector 1833, the sample signal noise can be reduced and the SNR can be improved. In some instances, the detector 1833 may be configured with different gains from the detector 1830, the detector 1832, or both. In some instances, beam splitter 1811 can separate light 1852 such that light 1853 and light 1855 have different intensities.

전술한 기능들 중 하나 이상은 예를 들어, 메모리에 저장되고 프로세서 또는 제어기에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다. 펌웨어는 또한 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어들을 페치하여 명령어들을 실행할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 다른 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에서 저장 및/또는 전송될 수 있다. 본 명세서와 관련하여, "비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 (신호를 제외한) 임의의 매체일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(자기), 판독 전용 메모리(ROM)(자기), 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(EPROM)(자기), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, 또는 DVD-RW와 같은 휴대용 광학 디스크, 또는 콤팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스틱과 같은 플래시 메모리 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 명세서의 맥락에서, "전송 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 전달, 전파, 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 전송 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 또는 적외선형 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.One or more of the foregoing functions may be performed, for example, by firmware stored in memory and executed by a processor or controller. The firmware may also be used by or in connection with an instruction execution system, device, or device, such as a computer-based system, processor-embedded system, or other system capable of fetching instructions from an instruction execution system, / RTI > may be stored and / or transmitted within any non-volatile computer readable storage medium for < / RTI > In connection with the present specification, "non-volatile computer readable storage medium" refers to any medium (other than a signal) that may contain or store a program for use by or in connection with an instruction execution system, . Non-volatile computer readable storage media include, but are not limited to, electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor systems, devices or devices, portable computer diskettes (magnetic), random access memory A removable optical disk such as a CD-ROM, a CD-RW, a DVD, a DVD-R or a DVD-RW, or a compact flash card, a secure digital card , A USB memory device, a flash memory such as a memory stick, and the like. In the context of this document, "transmission medium" may be any medium capable of transmitting, propagating, or transmitting a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, or device. The transfer-readable medium may include, but is not limited to, electronic, magnetic, optical, electromagnetic, or infrared type wired or wireless propagation media.

앞서 논의된 바와 같이, 본 개시내용의 예들은 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 샘플은 사용자의 적어도 일부를 포함할 수 있고, 여기서 사용자들이 관심있을 수 있는 측정된 정보, 분석 또는 임의의 다른 콘텐츠의 전달을 개선하기 위한 추가적인 정보가 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 측정된 정보, 분석 또는 다른 콘텐츠는 개인 정보, 예를 들어, 사용자를 고유하게 식별할 수 있는(예를 들어, 사용자와 접촉하거나 사용자를 위치확인하기 위해 사용될 수 있는) 정보를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 개인 정보는 지리적 정보, 인구 통계적 정보, 전화 번호들, 이메일 주소들, 우편 주소들, 집 주소들 또는 다른 식별 정보를 포함할 수 있다. 이러한 개인 정보의 사용은 사용자의 이익을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 개인 정보는 측정된 정보, 분석 또는 다른 콘텐츠를 사용자에게 전달하기 위해 사용될 수 있다. 개인 정보의 사용은 측정된 정보의 적절하고 제어된 전달을 가능하게 하는 것을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.As discussed above, examples of the present disclosure may include measuring the concentration of a substance in a sample at a sampling interface. In some instances, the sample may include at least a portion of a user, where additional information may be used to improve delivery of measured information, analysis, or any other content that may be of interest to users. In some instances, the measured information, analysis, or other content includes personal information, e.g., information that can uniquely identify the user (e.g., may be used to contact the user or to locate the user) can do. In some instances, the personal information may include geographic information, demographic information, telephone numbers, email addresses, mailing addresses, home addresses, or other identifying information. The use of such personal information may be used for the benefit of the user. For example, personal information may be used to convey measured information, analysis, or other content to a user. The use of personal information may include, but is not limited to, enabling the proper and controlled delivery of the measured information.

본 개시내용은 또한 개인 정보를 측정, 수집, 분석, 공개, 전송 및/또는 저장할 수 있는 엔티티가 잘-설정된 프라이버시 정책들 및/또는 관행들을 준수할 것임을 고려한다. 이러한 프라이버시 정책들 및/또는 관행들은 일반적으로 비밀 및 보안 개인 정보에 대한 산업 또는 정부 요건들을 충족시키는(또는 초과하는) 것으로 인식될 수 있고, 구현되고 일관되게 사용되어야 한다. 예를 들어, 개인 정보는 합법적이고 타당한 목적들(예를 들어, 측정된 정보를 사용자에게 전달하는 것)을 위해 수집되어야 하며, 그러한 목적들을 벗어나서 공유(예를 들어, 판매)되어서는 안 된다. 게다가, 수집된 개인 정보는 오직 사용자(들)의 통지된 동의를 수신한 후에만 발생해야 한다. 프라이버시 정책들 및/또는 관행들을 준수하기 위해, 엔티티들은 개인 정보에 대한 외부 액세스를 세이프가드하고 보안하기 위해 필요한 임의의 단계들을 취해야 한다. 일부 예들에서, 엔티티들은, 엔티티들이 잘-설정되고 일반적으로 인식되는 프라이버시 정책들 및/또는 관행들을 준수하고 있음을 입증하기 위해 제3자 평가(들)를 받을 수 있다.The present disclosure also contemplates that entities capable of measuring, collecting, analyzing, disclosing, transmitting and / or storing personal information will comply with well-established privacy policies and / or practices. These privacy policies and / or practices generally can be perceived, implemented, and used consistently to meet (or exceed) industry or government requirements for confidential and secure personal information. For example, personal information should be collected for legitimate and valid purposes (eg, conveying measured information to users) and should not be shared (eg, sold) outside of those purposes. In addition, the collected personal information should only occur after receiving the informed consent of the user (s). To comply with privacy policies and / or practices, entities must take any steps necessary to safeguard and secure external access to personal information. In some instances, the entities may receive third party evaluation (s) to prove that the entities are well-configured and conform to generally recognized privacy policies and / or practices.

일부 예들에서, 사용자(들)는 개인 정보에 대한 액세스 및/또는 사용을 선택적으로 차단 또는 제한할 수 있다. 측정 시스템은 사용자(들)가 개인 정보에 대한 액세스 및/또는 사용을 선택적으로 차단 또는 제한하도록 허용하기 위해 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들 및/또는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정 시스템은 등록 동안 개인 정보를 수집하는 경우 사용자들이 광고 전달 서비스들을 "옵트 인" 또는 "옵트 아웃"하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 사용자는 어느 정보를 제공할지(예를 들어, 지리적 위치) 및 어느 정보를 배제할지(예를 들어, 전화 번호)를 선택할 수 있다.In some instances, the user (s) may selectively block or restrict access to and / or use of personal information. The measurement system may include one or more hardware components and / or one or more software applications to allow the user (s) to selectively block or restrict access and / or use to personal information. For example, the measurement system may be configured to allow users to "opt in" or "opt out" ad delivery services when collecting personal information during registration. In some instances, the user may select which information to provide (e.g., geographic location) and which information to exclude (e.g., phone number).

본 개시내용의 예들은 사용자의 개인 정보의 사용에 의한 물질의 농도를 측정하기 위한 시스템들 및 방법을 포함할 수 있지만, 본 개시내용의 예들은 또한 사용자의 개인 정보 없이 하나 이상의 기능들 및 동작이 가능할 수 있다. 개인 정보의 전부 또는 일부의 부족은 시스템들 및 방법들이 동작불가능하게 하지 않을 수 있다. 일부 예들에서, 콘텐츠는 비-사용자 특정 개인(예를 들어, 공개적으로 이용가능한) 정보에 기초하여 선택 및/또는 사용자에게 전달될 수 있다.Examples of the present disclosure may include systems and methods for measuring the concentration of a substance by the use of a user ' s personal information, but the examples of this disclosure also disclose that one or more functions and actions It can be possible. Lack of all or part of the personal information may not render the systems and methods inoperable. In some instances, the content may be delivered to the user and / or selected based on non-user specific individuals (e.g., publicly available) information.

샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하기 위한 시스템이 개시된다. 일부 예들에서, 시스템은, 제1 검출기 픽셀을 포함하는 하나 이상의 검출기 픽셀들 - 하나 이상의 검출기 픽셀들은 복수의 사이클들에서 동작하도록 구성되고, 각각의 사이클은 복수의 측정 상태들을 포함하고, 복수의 측정 상태들은, 제1 시간 기간 동안 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하도록 구성되는 제1 측정 상태, 제2 시간 기간 동안 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하도록 구성되는 제2 측정 상태, 및 제3 시간 기간 동안 잡음을 측정하도록 구성되는 제3 측정 상태를 포함함 -; 및 복수의 사이클들의 하나 이상의 양상들을 동적으로 변경할 수 있는 로직을 포함하고, 하나 이상의 양상들은 각각의 시간 기간의 지속기간을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 하나 이상의 검출기 픽셀들은 제2 검출기 픽셀을 더 포함하고, 동일한 시간에 제1 검출기 픽셀은 제1 측정 상태로 구성되고, 제2 검출기 픽셀은 제2 측정 상태로 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 하나 이상의 검출기 픽셀들은 제3 검출기 픽셀을 더 포함하고, 동일한 시간에 제3 검출기 픽셀은 제3 측정 상태로 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 시스템은 복수의 거울들을 더 포함하고, 각각의 거울은 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 검출기 픽셀과 연관되고, 제1 광이 반사 또는 차단되도록 하는 배향으로 구성되고, 제1 광과 상이한 제2 광에 대한 액세스를 연관된 검출기 픽셀에 제공하도록 추가로 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 시스템은 제1 측정 상태, 제2 측정 상태 및 제3 측정 상태로 구성되는 검출기 픽셀을 더 포함하고, 제1, 제2 및 제3 측정 상태들은 연속적이고, 물질의 농도 및 유형의 결정은 제1, 제2 및 제3 측정 상태들에 기초한다.A system for determining the concentration and type of material in a sample at a sampling interface is disclosed. In some examples, the system comprises: one or more detector pixels comprising a first detector pixel, the one or more detector pixels being configured to operate in a plurality of cycles, each cycle comprising a plurality of measurement states, The states include a first measurement state configured to measure one or more optical properties of a material during a first time period, a second measurement state configured to measure one or more optical properties of the reference during a second time period, A third measurement state configured to measure noise during the first measurement state; And logic to dynamically change one or more aspects of the plurality of cycles, wherein the one or more aspects comprise a duration of each time period. Additionally or alternatively, in some examples, the one or more detector pixels further comprise a second detector pixel, wherein at the same time the first detector pixel is configured in a first measurement state and the second detector pixel is in a second measurement state . Additionally or alternatively, in some examples, the one or more detector pixels further comprise a third detector pixel, and at the same time the third detector pixel is configured in a third measurement state. Additionally or alternatively, in some examples, the system further comprises a plurality of mirrors, each mirror associated with a detector pixel contained in a plurality of detector pixels, configured with an orientation such that the first light is reflected or blocked And is further configured to provide an associated detector pixel access to the second light different from the first light. Additionally or alternatively, in some examples, the system further comprises a detector pixel comprised of a first measurement state, a second measurement state and a third measurement state, wherein the first, second and third measurement states are continuous, The determination of the concentration and type of material is based on the first, second and third measurement states.

제1 사이클 및 제2 사이클을 포함하는 복수의 사이클들 동안 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하는 방법이 개시된다. 일부 예들에서, 방법은, 제1 사이클 동안, 제1 시간 기간 동안 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계; 제2 시간 기간 동안 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계; 제3 시간 기간 동안 잡음을 측정하는 단계; 및 제2 사이클 동안 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나의 지속기간을 동적으로 변경하는 단계를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 사이클 내의 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 2개의 지속기간은 상이하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제1 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제2 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 방법은, 제1 신호 값을 제2 신호 값과 비교하는 단계; 및 제1 신호 값이 제2 신호 값보다 작은 경우 제1 시간 기간을 제2 시간 기간보다 크게 설정하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 시간 기간은 제1 사이클에 대한 시간 기간의 50% 초과로 설정된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제1 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제2 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 방법은, 제1 신호 값을 제2 신호 값과 비교하는 단계; 및 제1 신호 값이 제2 신호 값보다 큰 경우 제1 시간 기간을 제2 시간 기간보다 작게 설정하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제2 시간 기간은 제1 사이클에 대한 시간 기간의 50% 초과로 설정된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 사이클은 제1 동작 파장을 포함하고, 제2 사이클은 제2 동작 파장을 포함하고, 제1 동작 파장은 제2 동작 파장과 상이하고, 제1 사이클은 제2 사이클과 상이한 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나를 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 시간 기간은 제1 사이클 내에서 제2 시간 기간과 동일하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 복수의 사이클들에 포함된 각각의 사이클은 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 검출기 픽셀과 연관되고, 방법은, 룩업 테이블로부터 하나 이상의 엔트리들을 리트리브하는 단계 - 하나 이상의 엔트리들은 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 사이의 연관성, 및 동작 파장과 검출기 픽셀 중 적어도 하나를 포함함 -; 및 하나 이상의 엔트리들에 기초하여 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나는 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 적어도 2개의 검출기 픽셀들에 대해 상이하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 방법은 동작 파장 및 검출기 픽셀과 연관된 속성을 결정하는 단계 - 속성은 측정 시간, 측정 정확도 및 신호 대 잡음비(SNR) 중 적어도 하나임 -; 속성을 룩업 테이블로부터의 하나 이상의 엔트리들과 비교하는 단계; 및 비교에 기초하여 룩업 테이블로부터의 하나 이상의 엔트리들을 업데이트하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 복수의 사이클들은 제3 사이클을 더 포함하고, 추가로 제1 사이클에 대한 제1 시간 기간은 제2 사이클에 대한 제2 시간 기간 및 제3 사이클에 대한 제3 시간 기간과 동일하다.A method for determining the concentration and type of material in a sample at a sampling interface during a plurality of cycles including a first cycle and a second cycle is disclosed. In some examples, the method includes measuring one or more optical properties of a material during a first time period during a first cycle; Measuring one or more optical properties of the reference during a second time period; Measuring noise during a third time period; And dynamically changing at least one duration of the first time period, the second time period and the third time period during the second cycle. Additionally or alternatively, in some instances, at least two of the first time period, the second time period and the third time period in the first cycle are different. Additionally or alternatively, in some instances, measuring one or more optical properties of the material includes obtaining a first signal value, wherein measuring one or more optical properties of the reference acquires a second signal value The method comprising: comparing a first signal value to a second signal value; And setting a first time period greater than a second time period when the first signal value is less than the second signal value. Additionally or alternatively, in some instances, the first time period is set to greater than 50% of the time period for the first cycle. Additionally or alternatively, in some instances, measuring one or more optical properties of the material includes obtaining a first signal value, wherein measuring one or more optical properties of the reference acquires a second signal value The method comprising: comparing a first signal value to a second signal value; And setting the first time period to be smaller than the second time period when the first signal value is larger than the second signal value. Additionally or alternatively, in some instances, the second time period is set to be greater than 50% of the time period for the first cycle. Additionally or alternatively, in some instances, the first cycle comprises a first operating wavelength, the second cycle comprises a second operating wavelength, the first operating wavelength is different from the second operating wavelength, Has at least one of a first time period, a second time period and a third time period different from the second cycle. Additionally or alternatively, in some instances, the first time period is the same as the second time period in the first cycle. Additionally or alternatively, in some examples, each cycle included in a plurality of cycles is associated with a detector pixel contained in a plurality of detector pixels, the method further comprising retrieving one or more entries from the lookup table, Wherein the entries include at least one of an association between a first time period, a second time period and a third time period, and an operating wavelength and a detector pixel; And setting at least one of a first time period, a second time period and a third time period based on the one or more entries. Additionally or alternatively, in some instances, at least one of the first time period, the second time period and the third time period is different for at least two detector pixels included in the plurality of detector pixels. Additionally or alternatively, in some examples, the method includes determining an operating wavelength and an attribute associated with the detector pixel, wherein the attribute is at least one of a measurement time, a measurement accuracy, and a signal-to-noise ratio (SNR); Comparing the attribute with one or more entries from a look-up table; And updating one or more entries from the look-up table based on the comparison. Additionally or alternatively, in some examples, the plurality of cycles further comprises a third cycle, wherein the first time period for the first cycle is a second time period for the second cycle and the second time period for the third cycle 3 hours period.

샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하기 위한 시스템이 개시된다. 일부 예들에서, 시스템은 제1 광 및 제2 광을 방출하도록 구성되는 광원 - 제1 광은 샘플링 인터페이스 상에 입사하고, 제2 광은 기준 상에 입사하고, 제1 광 및 제2 광은 잡음 성분을 포함함 -; 입사 광을 측정하도록 구성되는 제1 검출기 - 입사 광은 제1 광 및 제2 광 중 적어도 하나이고, 입사 광을 표시하는 제1 신호를 생성하도록 구성됨 -; 일 범위의 주파수들에 포함된 잡음 성분을 측정하도록 구성되고, 측정된 잡음 성분을 표시하는 제2 신호를 생성하도록 구성되는 제2 검출기; 및 제2 신호를 스케일링할 수 있고, 스케일링된 제2 신호를 사용하여 제1 신호를 보상할 수 있는 로직을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 검출기의 이득은 제2 검출기의 이득과 상이하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 광의 강도는 제2 광의 강도와 상이하다.A system for determining the concentration and type of material in a sample at a sampling interface is disclosed. In some examples, the system is configured to emit first light and second light-the first light is incident on the sampling interface, the second light is incident on the reference, and the first light and the second light are noise ≪ / RTI > A first detector configured to measure incident light, the incident light being at least one of a first light and a second light and being configured to generate a first signal indicative of incident light; A second detector configured to measure a noise component included in a range of frequencies and configured to generate a second signal indicative of the measured noise component; And logic that is capable of scaling the second signal and using the scaled second signal to compensate for the first signal. Additionally or alternatively, in some instances, the gain of the first detector is different from the gain of the second detector. Additionally or alternatively, in some instances, the intensity of the first light is different from the intensity of the second light.

개시된 예들이 첨부의 도면들을 참조하여 충분히 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 다양한 변경들 및 수정들이 명백할 것이라는 것에 주목하여야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 개시된 예들의 범주 내에 포함되는 것으로서 이해되어야 한다.Although the disclosed examples have been fully described with reference to the accompanying drawings, it should be noted that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains. Such changes and modifications are to be understood as being included within the scope of the disclosed examples as defined by the appended claims.

Claims (20)

샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하기 위한 시스템으로서,
제1 검출기 픽셀을 포함하는 하나 이상의 검출기 픽셀들 - 상기 하나 이상의 검출기 픽셀들은 복수의 사이클들에서 동작하도록 구성되고, 각각의 사이클은 복수의 측정 상태들을 포함하고, 상기 복수의 측정 상태들은,
제1 시간 기간 동안 상기 샘플 내의 상기 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하도록 구성되는 제1 측정 상태,
제2 시간 기간 동안 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하도록 구성되는 제2 측정 상태, 및
제3 시간 기간 동안 잡음을 측정하도록 구성되는 제3 측정 상태를 포함함 -; 및
상기 복수의 사이클들의 하나 이상의 양상들을 동적으로 변경할 수 있는 로직을 포함하고, 상기 하나 이상의 양상들은 각각의 시간 기간의 지속기간을 포함하는, 시스템.
A system for determining the concentration and type of material in a sample at a sampling interface,
One or more detector pixels comprising a first detector pixel, wherein the one or more detector pixels are configured to operate in a plurality of cycles, each cycle comprising a plurality of measurement states,
A first measurement state configured to measure one or more optical properties of the material in the sample during a first time period,
A second measurement state configured to measure one or more optical properties of the reference during a second time period, and
A third measurement state configured to measure noise during a third time period; And
And logic to dynamically change one or more aspects of the plurality of cycles, wherein the one or more aspects comprise a duration of each time period.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 검출기 픽셀들은 제2 검출기 픽셀을 더 포함하고, 동일한 시간에 상기 제1 검출기 픽셀은 상기 제1 측정 상태로 구성되고, 상기 제2 검출기 픽셀은 상기 제2 측정 상태로 구성되는, 시스템.2. The method of claim 1, wherein the one or more detector pixels further comprise a second detector pixel, the first detector pixel at the same time being configured in the first measurement state, ≪ / RTI > 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 검출기 픽셀들은 제3 검출기 픽셀을 더 포함하고, 상기 동일한 시간에 상기 제3 검출기 픽셀은 상기 제3 측정 상태로 구성되는, 시스템.3. The system of claim 2, wherein the at least one detector pixel further comprises a third detector pixel, and at the same time the third detector pixel is configured in the third measurement state. 제2항에 있어서,
복수의 거울들을 더 포함하고, 각각의 거울은 상기 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 검출기 픽셀과 연관되고, 제1 광이 반사 또는 차단되도록 하는 배향으로 구성되고, 상기 제1 광과 상이한 제2 광에 대한 액세스를 상기 연관된 검출기 픽셀에 제공하도록 추가로 구성되는, 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of detector pixels comprises a plurality of mirrors, each mirror being associated with a detector pixel included in the plurality of detector pixels, the first mirror being configured in an orientation such that the first light is reflected or blocked, To the associated detector pixel. ≪ Desc / Clms Page number 12 >
제1항에 있어서,
상기 제1 측정 상태, 상기 제2 측정 상태 및 상기 제3 측정 상태로 구성되는 검출기 픽셀을 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 측정 상태들은 연속적이고, 상기 물질의 농도 및 유형의 결정은 상기 제1, 제2 및 제3 측정 상태들에 기초하는, 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first, second and third measurement states are continuous, and wherein the determination of the concentration and type of the substance, wherein the first, second and third measurement states comprise a first detector state, Is based on the first, second and third measurement states.
제1 사이클 및 제2 사이클을 포함하는 복수의 사이클들 동안 샘플링 인터페이스에서 샘플 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하는 방법으로서,
상기 제1 사이클 동안:
제1 시간 기간 동안 상기 샘플링 인터페이스에서 상기 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계;
제2 시간 기간 동안 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계;
제3 시간 기간 동안 잡음을 측정하는 단계; 및
상기 제2 사이클 동안 상기 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나의 지속기간을 동적으로 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
CLAIMS What is claimed is: 1. A method for determining the concentration and type of material in a sample at a sampling interface during a plurality of cycles comprising a first cycle and a second cycle,
During the first cycle:
Measuring one or more optical properties of the material at the sampling interface during a first time period;
Measuring one or more optical properties of the reference during a second time period;
Measuring noise during a third time period; And
And dynamically changing at least one duration of the first time period, the second time period and the third time period during the second cycle.
제6항에 있어서, 상기 제1 사이클 내의 상기 제1 시간 기간, 상기 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 2개의 지속기간들은 상이한, 방법.7. The method of claim 6, wherein at least two of the first time period, the second time period and the third time period in the first cycle are different. 제6항에 있어서, 상기 물질의 하나 이상의 광학 속성들의 측정은 제1 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제2 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 방법은,
상기 제1 신호 값을 상기 제2 신호 값과 비교하는 단계; 및
상기 제1 신호 값이 상기 제2 신호 값보다 작은 경우 상기 제1 시간 기간을 상기 제2 시간 기간보다 크게 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. The method of claim 6, wherein measuring one or more optical properties of the material comprises obtaining a first signal value, wherein measuring one or more optical properties of the reference comprises obtaining a second signal value The method comprising:
Comparing the first signal value with the second signal value; And
Further comprising setting the first time period to be greater than the second time period if the first signal value is less than the second signal value.
제8항에 있어서, 상기 제1 시간 기간의 지속기간은 상기 제1 사이클의 지속기간의 50%보다 크게 설정되는, 방법.9. The method of claim 8, wherein the duration of the first time period is set to be greater than 50% of the duration of the first cycle. 제6항에 있어서, 상기 물질의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제1 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 기준의 하나 이상의 광학 속성들을 측정하는 단계는 제2 신호 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 방법은,
상기 제1 신호 값을 상기 제2 신호 값과 비교하는 단계; 및
상기 제1 신호 값이 상기 제2 신호 값보다 큰 경우 상기 제1 시간 기간을 상기 제2 시간 기간보다 작게 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. The method of claim 6 wherein measuring one or more optical properties of the material comprises obtaining a first signal value, wherein measuring one or more optical properties of the reference comprises obtaining a second signal value The method comprising:
Comparing the first signal value with the second signal value; And
Setting the first time period to be less than the second time period if the first signal value is greater than the second signal value.
제10항에 있어서, 상기 제2 시간 기간의 지속기간은 상기 제1 사이클의 지속기간의 50%보다 크게 설정되는, 방법.11. The method of claim 10, wherein the duration of the second time period is set to be greater than 50% of the duration of the first cycle. 제6항에 있어서, 상기 제1 사이클은 제1 동작 파장을 포함하고, 상기 제2 사이클은 제2 동작 파장을 포함하고, 상기 제1 동작 파장은 상기 제2 동작 파장과 상이하고, 상기 제1 사이클은 상기 제2 사이클과 상이한 상기 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나를 갖는, 방법.7. The method of claim 6, wherein the first cycle comprises a first operating wavelength, the second cycle comprises a second operating wavelength, the first operating wavelength is different from the second operating wavelength, Wherein the cycle has at least one of the first time period, the second time period and the third time period different from the second cycle. 제6항에 있어서, 상기 제1 시간 기간의 지속기간은 상기 제1 사이클 내의 상기 제2 시간 기간의 지속기간과 동일한, 방법.7. The method of claim 6, wherein the duration of the first time period is equal to the duration of the second time period in the first cycle. 제6항에 있어서, 상기 복수의 사이클들에 포함된 각각의 사이클은 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 검출기 픽셀과 연관되고, 상기 방법은,
룩업 테이블로부터 하나 이상의 엔트리들을 리트리브하는 단계 - 상기 하나 이상의 엔트리들은 상기 제1 시간 기간, 상기 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 사이의 연관성, 및 동작 파장과 상기 검출기 픽셀 중 적어도 하나를 포함함 -; 및
상기 하나 이상의 엔트리들에 기초하여 상기 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. The method of claim 6, wherein each cycle included in the plurality of cycles is associated with a detector pixel included in a plurality of detector pixels,
Retrieving one or more entries from a look-up table, the one or more entries including at least one of an association between the first time period, the second time period and the third time period, and an operating wavelength and the detector pixel, ; And
Setting at least one of the first time period, the second time period and the third time period based on the one or more entries.
제14항에 있어서, 상기 제1 시간 기간, 제2 시간 기간 및 제3 시간 기간 중 적어도 하나는 상기 복수의 검출기 픽셀들에 포함된 적어도 2개의 검출기 픽셀들에 대해 상이한, 방법.15. The method of claim 14, wherein at least one of the first time period, the second time period and the third time period is different for at least two detector pixels included in the plurality of detector pixels. 제14항에 있어서,
상기 동작 파장 및 상기 검출기 픽셀과 연관된 속성을 결정하는 단계 - 상기 속성은 측정 시간, 측정 정확도 및 신호 대 잡음비(SNR) 중 적어도 하나임 -;
상기 속성을 상기 룩업 테이블로부터의 상기 하나 이상의 엔트리들과 비교하는 단계; 및
상기 비교에 기초하여 상기 룩업 테이블로부터의 상기 하나 이상의 엔트리들을 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 방법.
15. The method of claim 14,
Determining an operating wavelength and an attribute associated with the detector pixel, the attribute being at least one of a measurement time, a measurement accuracy, and a signal-to-noise ratio (SNR);
Comparing the attribute to the one or more entries from the lookup table; And
And updating the one or more entries from the look-up table based on the comparison.
제6항에 있어서, 상기 복수의 사이클들은 제3 사이클을 더 포함하고, 추가로 상기 제1 사이클에 대한 상기 제1 시간 기간의 지속기간은 상기 제2 사이클에 대한 상기 제2 시간 기간의 지속기간 및 상기 제3 사이클에 대한 상기 제3 시간 기간의 지속기간과 동일한, 방법.7. The method of claim 6, wherein the plurality of cycles further comprise a third cycle, and wherein the duration of the first time period for the first cycle is greater than the duration of the second time period for the second cycle And a duration of the third time period for the third cycle. 샘플링 인터페이스를 포함하는 샘플 사이트 내의 물질의 농도 및 유형을 결정하기 위한 시스템으로서,
제1 광 및 제2 광을 방출하도록 구성되는 광원 - 상기 제1 광은 상기 샘플 인터페이스 상에 입사하고, 상기 제2 광은 기준 상에 입사하고, 상기 제1 광 및 상기 제2 광은 잡음 성분을 포함함 -;
입사 광을 측정하도록 구성되는 제1 검출기 - 상기 입사 광은 상기 제1 광 및 상기 제2 광 중 적어도 하나이고, 상기 입사 광을 표시하는 제1 신호를 생성하도록 구성됨 -;
일 범위의 주파수들에 포함된 상기 잡음 성분을 측정하도록 구성되고, 상기 측정된 잡음 성분을 표시하는 제2 신호를 생성하도록 구성되는 제2 검출기; 및
상기 제2 신호를 스케일링할 수 있고, 상기 스케일링된 제2 신호를 사용하여 상기 제1 신호를 보상할 수 있는 로직을 포함하는, 시스템.
A system for determining the concentration and type of material within a sample site comprising a sampling interface,
A light source configured to emit first light and second light, the first light incident on the sample interface, the second light incident on a reference, the first light and the second light having a noise component ≪ / RTI >
A first detector configured to measure incident light, the incident light being at least one of the first light and the second light, and configured to generate a first signal indicative of the incident light;
A second detector configured to measure the noise component included in a range of frequencies and to generate a second signal indicative of the measured noise component; And
And logic that is capable of scaling the second signal and using the scaled second signal to compensate for the first signal.
제18항에 있어서, 상기 제1 검출기의 이득은 상기 제2 검출기의 이득과 상이한, 시스템.19. The system of claim 18, wherein the gain of the first detector is different from the gain of the second detector. 제19항에 있어서, 상기 제1 광의 강도는 상기 제2 광의 강도와 상이한, 시스템.20. The system of claim 19, wherein the intensity of the first light is different from the intensity of the second light.
KR1020187005765A 2015-09-18 2016-08-29 Measurement time distribution in reference methods KR102112940B1 (en)

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